第3单元 细胞的能量供应和利用 听课正文

第8讲酶和ATP考试说明1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。2.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。3.实验:探究影响酶活性的因素。考点一酶的本质、作用和特性1.酶本质的探索历程(连一连)2.酶的本质及生理功能(1)本质与作用 化学本质 绝大多数是　　　  少数是　　　  合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要是细胞核 来源 一般来说,都能产生酶  生理功能 具有作用  作用场所 细胞内、外或生物体外均可(2)作用机理:化学反应的活化能。 图3-8-1①无酶催化的反应曲线是,有酶催化的反应曲线是。 ②ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能;ba段的含义是酶。 ③若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将移动。 3.酶的特性(1):酶的催化效率大约是无机催化剂的107~1013倍。 (2)专一性:每一种酶只能催化化学反应。 (3)作用条件较温和:高温、过酸、过碱都会使酶的遭到破坏,使酶永久失活;低温时,酶的活性减弱,但不会失活。 正误辨析(1)酶在催化反应前后,其分子结构不变。()(2)一个细胞中酶的种类和数量是一定的,不会发生变化。()(3)酶可降低过氧化氢分解反应所需的活化能而无机催化剂不能。()(4)酶发挥作用后就会被降解。()(5)产生激素的细胞一定产生酶,但是产生酶的细胞不一定产生激素。()(6)在稀蛋清液中加入蛋白酶后,再加入双缩脲试剂,由于蛋清液中的蛋白质被分解,因此不再发生紫色反应。()1.酶的高效性图3-8-2(1)由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率更高。(2)酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不改变化学反应的平衡点。因此,酶不能改变最终生成物的量。2.酶的专一性(1)物理模型图3-8-3①图中A表示酶,B表示被催化的底物,E、F表示B被分解后产生的物质,C、D表示不能被酶催化的物质。②酶和被催化的反应物分子都有特定的结构。(2)曲线模型图3-8-4①在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A能催化底物A的反应。②在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不能催化底物A的反应。3.影响酶促反应速率的因素(1)温度和pH图3-8-5①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,酶的催化作用逐渐减弱直至失活。②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高酶的活性可恢复。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响图3-8-6①由甲图可知,在其他条件适宜、酶量一定的情况下,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,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。②由乙图可知,在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。(3)综合影响图3-8-7据图可知,不同pH条件下,酶最适温度不变;不同温度下,酶最适pH也不变。即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。命题角度1考查对酶的本质及作用和特性的理解1.下列关于酶的叙述,正确的是()A.RNA聚合酶能催化转录过程B.酶都在细胞中发挥作用C.DNA聚合酶参与DNA复制及转录过程D.酶能调节细胞的生命活动2.为使反应物A反应生成产物P,采取了用酶催化(最适温度和pH)和用无机催化剂催化两种催化方法,其能量变化过程用图3-8-8甲中两条曲线表示;图乙表示某酶促反应过程的示意图。下列有关分析中不合理的是()甲乙图3-8-8A.距离b可反映无机催化剂催化效率比酶催化效率低的原因B.适当升高温度,有酶催化时的Ⅱ曲线对应的距离a将减小C.图乙中②可代表蔗糖,那么③④可代表果糖和葡萄糖D.图乙所示过程可以说明酶具有专一性题后归纳高考常考的酶及其作用归纳(1)DNA聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA连接酶:将两个DNA片段连接起来。(3)RNA聚合酶:将单个的核糖核苷酸连接成链。(4)解旋酶:在DNA分子复制过程中打开DNA碱基对中的氢键。(5)ATP水解酶:能打开远离腺苷的高能磷酸键。(6)ATP合成酶:能催化远离腺苷的高能磷酸键形成。(7)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链或氨基酸。(9)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。命题角度2考查酶促反应的曲线分析3.[2019·山西大同一中模拟]图3-8-9中甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件,以下改变正确的是()图3-8-9A.pH=a时,e点下移,d点左移B.pH=c时,e点为0C.温度降低时,e点不移动,d点右移D.H2O2量增加时,e点不移动,d点左移4.图3-8-10为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是()A.本实验研究的酶是蔗糖酶B.图甲曲线是研究该酶具有高效性的结果C.实验结果表明,该酶活性的最适温度是30℃、最适pH是7甲乙丙图3-8-10D.pH=2与温度为20℃条件下酶活性减弱的原因不同题后归纳“四看法”分析酶促反应曲线图3-8-11考点二实验:探究影响酶活性的因素1.探究温度对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理:淀粉麦芽糖、葡萄糖蓝色无蓝色出现②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验步骤 序号 实验操作 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 试管1 试管2 试管3 1 加入等量的可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2 控制不同的温度条件 60℃热水(5分钟) 沸水(5分钟) 冰块(5分钟) 3 加入等量的新鲜淀粉酶溶液 1mL(5分钟) 1mL(5分钟) 1mL(5分钟) 4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 5 观察实验现象 不出现蓝色(呈现碘液颜色) 蓝色 蓝色2.探究pH对酶活性的影响(1)实验原理①反应原理(用反应式表示):2H2O22H2O+O2。②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2的生成速率。(2)实验步骤 序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 1 注入等量的过氧化氢酶溶液 2滴 2滴 2滴 2 注入等量的不同pH的溶液 1mL蒸馏水 1mL5%的HCl 1mL5%的NaOH 3 注入等量的3%的H2O2溶液 2mL 2mL 2mL 4 观察实验现象 有大量气泡产生 无气泡产生 无气泡产生 5 将带火星的卫生香插入试管内液面的上方 燃烧剧烈 燃烧较弱 燃烧较弱3.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。命题角度1考查有关酶实验的分析1.[2018·河北保定高三摸底]关于酶的相关实验的叙述,正确的是()A.验证酶的高效性时,自变量是酶的种类B.探究温度对酶活性的影响实验中,可选用过氧化氢酶为研究对象C.用淀粉、蔗糖酶和淀粉酶探究酶的专一性时,可用碘液进行鉴定D.在探究影响淀粉酶活性的因素时,温度、酸碱度、实验的次数等都是自变量2.[2018·浙江杭州质检]下表为甲、乙两位同学用相同材料和试剂进行“探究酶的专一性”的活动过程。甲做了1~3组,乙做了4~6组。单位:mL 组别 1 2 3 4 5 6 1%淀粉溶液 3 3 3 2%蔗糖溶液 3 3 3 新鲜唾液 1 1 蔗糖酶溶液 1 1 蒸馏水 1 1 斐林试剂 2 2 2 2 2 2下列叙述错误的是()A.甲同学实验的检测试剂可换成碘—碘化钾溶液B.甲、乙同学单独做的实验都不能探究酶的专一性C.若组4出现阳性反应,则乙同学的实验无法证明酶的专一性D.甲、乙同学的实验组合在一起能排除更多无关变量的干扰命题角度2考查有关酶的实验 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 3.普通淀粉酶的最适温度在40~60℃之间,而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性,因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问题:(1)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与混合,若反应液呈色,则该酶的化学本质为蛋白质。 (2)测定淀粉酶活性时,应选择作为该酶作用的底物,反应液中应加入溶液以维持其酸碱度稳定。 (3)设计实验探究极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。①此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑(指出两点即可)等因素。 ②结合题目信息,简要写出探究该酶催化作用最适温度的实验思路: 。 题后归纳梯度法探究酶的最适温度或最适pH(1)实验设计思路底物t1温度或pH1下+酶,t1温度或pH1下底物的分解量或剩余量或产物的生成量。(2)实验设计程序图3-8-12考点三　ATP的结构、产生和利用1.ATP的结构图3-8-13(1)ATP的元素组成:。 (2)ATP的化学组成:一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团。(3)ATP的结构简式:。 (4)ATP中的能量:主要储存在中。 2.ATP和ADP的相互转化(1)转化基础ATP的化学性质不稳定,的高能磷酸键容易断裂和重建。 (2)ATP和ADP的相互转化过程比较①ATP的合成图3-8-14②ATP的水解图3-8-153.ATP的作用图3-8-16正误辨析(1)ATP分子脱去2个磷酸基团,称为腺嘌呤核糖核苷酸,它是RNA分子的基本单位之一。()(2)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。()(3)人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,所以不能合成ATP。()(4)从ATP获得合成RNA的原料需要破坏远离腺苷的高能磷酸键。()(5)真核细胞内发生ATP与ADP的相互转化,原核细胞内不发生。()(6)人在饥饿时,细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。()(7)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。()(8)细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系,放能反应一般与ATP的水解相联系。()教材拓展1.[必修1　P88]ATP由哪几个小分子组成?  2.[必修1　P90]如果把糖类和脂肪比作大额支票,ATP则相当于现金,这种比喻(填“有”或“无”)道理,原因是　 。 1.ATP与ADP的相互转化图3-8-17(1)ATP在生物体内含量少,但转化十分迅速,从而使细胞中的ATP与ADP的转化总是处于一种动态平衡中。(2)ATP与ADP的相互转化过程中,物质可重复利用,但能量不可循环利用,它们不是可逆反应。(3)ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”,这一过程需要酶的催化,同时也消耗水。(4)ATP不等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。(5)生命活动需要消耗大量能量,但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用,只要提供能量(光能或化学能),生物体就可不断合成ATP,满足生物体的需要。2.ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析图3-8-18命题角度1考查ATP的来源、结构及生理作用1.[2018·山西五校联考]ATP是细胞内的能量“通货”,下列有关叙述不正确的是()A.ATP水解供能,实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解释放能量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.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D.ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质2.下列关于ATP、mRNA和腺嘌呤核糖核苷酸的叙述,正确的是()A.三者的元素组成不同,但都含有C、H、O、N、P、SB.三者既能同时参与转录过程,又能同时参与翻译过程C.ATP含有两个高能磷酸键,腺嘌呤核糖核苷酸含有一个高能磷酸键,mRNA无高能磷酸键D.腺嘌呤核糖核苷酸是mRNA的单体之一,ATP去掉远离腺苷的两个磷酸基团后的剩余部分就是腺嘌呤核糖核苷酸易错提醒辨析ATP、DNA、RNA、核苷酸中“A”的含义 物质名称 物质结构 A的含义 ATP 腺苷(由腺嘌呤和核糖组成) 核苷酸 腺嘌呤 DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 腺嘌呤核糖核苷酸命题角度2ATP和ADP的转化过程及应用3.[2018·湖南永州一模]如图3-8-19是生物界中能量“通货”——ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是()图3-8-19A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖B.食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐D.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要4.“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质,其结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变,从而使自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析不正确的是()A.线粒体和叶绿体中都有“分子马达”B.RNA聚合酶是沿RNA移动的“分子马达”C.“分子马达”运动所需的能量由ATP水解提供D.细胞膜上的部分载体蛋白是“分子马达”题后归纳细胞内产生与消耗ATP的生理过程 转化场所 常见的生理过程 细胞膜 消耗ATP:主动运输、胞吞、胞吐 细胞质基质 产生ATP:细胞呼吸第一阶段 绿体 产生ATP:光反应消耗ATP:暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等 线粒体 产生ATP:有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP:自身DNA复制、转录、翻译等 核糖体 消耗ATP:蛋白质的合成 细胞核 消耗ATP:DNA复制、转录等 真题 北京中考数学真题pdf四级真题及答案下载历年四级真题下载证券交易真题下载资料分析真题下载 ·预测1.[2017·全国卷Ⅱ]下列关于生物体中酶的叙述,正确的是()A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃2.[2016·全国卷Ⅰ]若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是()A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量3.[2016·全国卷Ⅱ]为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20℃)、B组(40℃)和C组(60℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图3-8-20所示。回答下列问题:图3-8-20(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是组。 (2)在时间t1之前,如果A组温度提高10℃,那么A组酶催化反应的速度会。 (3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量,原因是。 (4)生物体内酶的化学本质是,其特性有(答出两点即可)。 1.下列关于酶和ATP的叙述正确的是()A.酶使细胞代谢高效而有序地进行,对生命活动具有重要的调节作用B.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液可以验证酶的专一性C.酶和ATP均具有高效性和专一性D.将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸上,产物是ADP2.多酶片中含有多种消化酶,一般由内外两层组成,在消化不良时可以服用。现有四种蛋白酶甲、乙、丙和丁,四者的活性随pH的变化如图3-8-21所示,上述四种蛋白酶中最适合分布在多酶片外层的是()图3-8-21A.蛋白酶甲B.蛋白酶乙C.蛋白酶丙D.蛋白酶丁1.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。2.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA。3.酶具有专一性和高效性,作用条件较温和。4.低温抑制酶的活性,但不破坏酶的分子结构。5.高温、过酸、过碱都会导致酶分子结构被破坏而使其永久失去活性。6.ATP是为细胞生命活动提供能量的直接能源物质。7.细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。1.对照原则对照实验是除了一个因素之外,其他因素都保持不变的实验,通常分为实验组和对照组,实验组是接受实验变量处理的对象组,对照组是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同,通常有以下几种对照类型: 类型 设置对照实验 实例 空白对照 指不做任何实验处理的对象组 “生物组织中可溶性还原糖的鉴定”实验中,向甲试管溶液加入斐林试剂,而乙试管中不加斐林试剂 自身对照 实验组与对照组在同一对象上进行 “植物细胞质壁分离和复原”实验就是典型的自身对照。实验处理前的对象状况可视为对照组,实验处理后的对象变化则视为实验组(续表) 类型 设置对照实验 实例 条件对照 指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义上的 例如“动物激素饲喂小动物”实验的设计方案:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组)乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)丙组:不饲喂药剂(空白对照组) 相互对照 指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照 如“温度对酶活性的影响”的实验中,几个实验组所采用的就是相互对照2.单一变量原则(1)生物实验变量的辨析实验中的变量有自变量、因变量和无关变量。①自变量:人为改变的变量。②因变量:随着自变量的变化而变化的变量。③无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。通常,自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。图3-8-22(2)变量的控制控制变量是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。通过变量控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。①操纵自变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。②检测因变量的方法:因变量有时不能直接检测,实际操作中根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标称为观察指标。具体包括观察特异性的颜色变化、沉淀反应;观察形态结构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度。③控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的相同的条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。3.等量原则实验中除“单一变量”(即实验变量)外,其他变量需注意等量原则,即:(1)生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。(2)实验器具要相同。(3)实验试剂要相同。(4)处理方法要相同。针对训练1.生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是()A.研究温度对酶活性的影响时,实验要分别在酸性和碱性条件下进行B.研究蝾螈细胞核的功能实验中,将其受精卵横缢成有核和无核两部分C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,甲组用锡箔帽罩住尖端,乙组去掉尖端D.在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂染色2.下列有关实验中变量的叙述,正确的是()A.探究温度对酶活性的影响实验中,酶催化的反应速率是自变量B.模拟探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块的体积大小是无关变量C.观察洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中,原生质层位置的变化是无关变量D.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验中,插条生根数是因变量3.[2018·湖北孝感一中模拟]实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列哪一项不属于控制无关变量的操作()A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物进行“饥饿”处理B.探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,先将每一组温度控制在37℃C.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉4.[2018·宁夏石嘴山一模]如图3-8-23是比较过氧化氢在不同条件下的分解实验。有关分析合理的是()图3-8-23A.本实验的因变量是不同的催化剂B.本实验的无关变量有温度和酶的用量等C.1号与3号、1号与4号可分别构成对照实验D.分析1号、2号试管的实验结果可知,加热能降低反应的活化能5.某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子,它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中,甲、乙、丙3种离子的浓度(单位:mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是() 培养液编号 ① ② ③ ④ ⑤ 甲离子 20 30 50 30 40 乙离子 55 45 60 45 55 丙离子 10 15 20 25 25A.①⑤B.②③C.②④D.③⑤6.[2018·浙江杭州学军中学模拟]下列有关实验设计的叙述中正确的是()A.实验材料的数量、温度和时间不可能是实验的变量B.各种实验中都必须设置空白对照组C.数据测量应力求精确,因而需要多次测量求平均值D.探究实验设计中,实验结果总是与提出的假设一致第9讲细胞呼吸考试说明1.细胞呼吸(Ⅱ)。2.实验:探究酵母菌的呼吸方式。考点一细胞呼吸的过程1.细胞的有氧呼吸(1)过程图解图3-9-1(2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路图3-9-22.无氧呼吸图3-9-3正误辨析(1)在有氧与缺氧的条件下细胞质基质中都能形成ATP。()(2)有氧呼吸是将有机物彻底氧化分解成CO2和H2O,释放能量,并将释放的能量全部储存在ATP的过程。()(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。()(4)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程中有[H]的积累。()(5)两种呼吸方式中,有H2O生成的一定是有氧呼吸,有CO2生成的可能是有氧呼吸,也可能是无氧呼吸。()教材拾遗1.[必修1　P93]肌细胞内的肌质体就是由大量变形的(填细胞器名称)组成的,肌质体有利于对肌细胞的供应。 2.[必修1　P94]C6H12O6和丙酮酸分解产生的[H]代表的物质是,其氧化形式是。 1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 类型 有氧呼吸 无氧呼吸 过程模型 必需条件 O2和酶 不需O2,但必须有酶催化 场所 细胞质基质(第一阶段);线粒体(第二、三阶段)(真核细胞) 在细胞质基质中进行全过程 产物 CO2和H2O 酒精、CO2(或乳酸) 联系 　①第一阶段完全相同;②实质相同:氧化分解有机物,释放能量(并合成ATP满足细胞生命活动的需要);③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的2.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路 来源 去路 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 [H] 葡萄糖和水 葡萄糖 与O2结合生成H2O 还原丙酮酸 ATP 三个阶段都产生 只在第一阶段产生 用于各项生命活动(除暗反应外)3.分析细胞呼吸中能量的释放与去向图3-9-44.不同生物无氧呼吸产物图3-9-5命题角度1考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析1.[2018·陕西宝鸡质检]有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段:①C6H12O6→丙酮酸+[H];②丙酮酸+H2O→CO2+[H];③[H]+O2→H2O,下列与此相关的叙述中正确的是()A.有氧呼吸与无氧呼吸都能发生①②两个阶段B.若用18O标记O2,一段时间后,在最终的产物中只有H2O中能找到18OC.第③阶段反应所需要的[H]都来自丙酮酸D.叶肉细胞中第③阶段的反应发生在生物膜上2.图3-9-6表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是()图3-9-6A.a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C.人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体D.在寒冷时,人体内过程a会加快易错提醒有关细胞呼吸的6个易错点(1)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。(2)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(3)有氧呼吸产物与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成,并且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。(4)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(5)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等,因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。(6)水稻等植物长期被水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。命题角度2细胞呼吸方式的判断与计算3.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发,测得的气体量的变化结果。下列说法正确的是() 条件 CO2释放量 O2吸收量 甲 12 0 乙 8 6 丙 10 10A.在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸B.在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.在丙条件下有氧呼吸强度达到最大值D.在乙条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体4.某实验室用两种方法进行酵母菌发酵,利用葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气,乙发酵罐中没有氧气,其余条件相同且适宜。实验过程中,每小时测定两发酵罐中氧气和酒精的量,记录数据并绘成坐标曲线图3-9-7。下列有关叙述正确的是()图3-9-7A.实验结束时,消耗葡萄糖较多的是甲发酵罐B.甲、乙两发酵罐分别在第4h和第0h开始进行无氧呼吸C.甲、乙两发酵罐实验结果表明,酵母菌为异养厌氧型生物D.该实验证明向发酵罐中连续通入大量的氧气可以提高酒精的产量题后归纳1.判定细胞呼吸方式的三大依据2.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。(2)无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比为1∶3。考点二影响细胞呼吸的因素及应用1.温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的曲线分析 因素 温度 CO2浓度 H2O 影响机理 影响呼吸酶的活性 高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应 在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增强 曲线模型 实践应用 零上低温下储存种子、蔬菜、水果,大棚种植夜间适当降低温度 增加CO2的浓度,可提高蔬菜和水果的保鲜效果 粮食在收仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前要进行浸泡处理2.氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析图3-9-8(1)氧气作为有氧呼吸的原料,可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。(2)图甲中O2浓度为0时细胞只进行无氧呼吸,随O2浓度升高,有氧呼吸逐渐增强,无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为0~10%时,细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2浓度在10%以上时,细胞只进行有氧呼吸。(3)图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2释放量)及两种呼吸CO2释放总量。(4)图中R点为两种细胞呼吸CO2释放总量的最低点,一般认为此时细胞呼吸消耗有机物最少,最适合储存种子或果实。AB段长度=BC段长度,说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量相等,则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。命题角度1以曲线模型为信息载体,考查影响细胞呼吸的因素1.如图3-9-9表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,以下判断正确的是()图3-9-9A.N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸B.M点是贮藏该器官的最适O2浓度,此时无氧呼吸的强度最低C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质的氧化分解D.L点时,该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质2.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图3-9-10所示。下列叙述正确的是()图3-9-10A.20h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B.50h后,30℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度会增加C.50h后,30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢,是因为温度高使酶活性降低D.实验结果说明,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大命题角度2考查细胞呼吸原理在生产上的应用3.[2018·湖北荆州模拟]松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法不合理的是()A.可以增加土壤的透气性,促进植物对无机盐的吸收B.能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解C.容易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素D.降低土壤微生物的呼吸作用强度,减少二氧化碳排放4.如图3-9-11表示某植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势,下列说法正确的是()图3-9-11A.在12~24h期间,细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸B.曲线相交时,有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等C.从第12h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会相对不变D.胚根长出后,萌发种子的有氧呼吸速率明显升高易错警示影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点1.影响细胞呼吸的因素并不是单一的(1)若需要增强细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施。(2)若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。2.储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同(1)蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。(2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”条件下。考点三实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理图3-9-122.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。(2)检测CO2的产生,装置如图3-9-13所示。图3-9-13(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液,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重铬酸钾的硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。3.实验现象 澄清石灰水的变化 1、2两试管的变化 甲组 变混浊快 无变化 乙组 变混浊慢 出现灰绿色4.实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生的CO2多且快,在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精,还产生少量CO2。5.实验成功关键点分析(1)实验装置:甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验,设置的是有氧、无氧条件。(2)通入A瓶的空气中不能含有CO2,以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。(3)B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。命题角度1考查酵母菌细胞呼吸方式的实验探究1.图3-9-14是某研究小组在探究酵母菌细胞呼吸方式时的两套装置图,下列分析不合理的是()图3-9-14A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,可在B瓶前加一个盛有澄清石灰水的锥形瓶B.实验中发现C瓶先变混浊后又澄清了,说明实验成功C.实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾溶液检测D瓶中物质会出现灰绿色D.C瓶和E瓶也可用溴麝香草酚蓝水溶液,可观察到水溶液由黄变绿再变蓝2.[2018·重庆一中模拟]在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时,有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析,并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法正确的是() 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5mmol/L 2 15 有氧A 18.6mmol/L 无氧B 21.3mmol/L 3 30 有氧A 9.9mmol/L 无氧B 13.5mmol/LA.该实验属于对照实验,其中有氧组为实验组,无氧组为对照组B.该实验也可用澄清的石灰水检测CO2的产生情况,以混浊度为实验指标C.随着时间变化,装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降D.酵母菌前15min的有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率方法拓展对照实验和对比实验1.对照实验如果两组实验中,除了一个因素不同外,其余因素都相同,那么这两组实验称为对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来决定,有时候研究的问题和作出的假设改变了,对照组和实验组可能会发生对换。一般来说,保持原有状态的组作为对照组,人为改变条件的组作为实验组;或者是已知实验结果的组作为对照组,未知实验结果的组作为实验组。2.对比实验设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组,均为实验组(或互为实验组和对照组),可以说是对照实验的一种特殊形式,即相当于“相互对照实验”。命题角度2考查细胞呼吸的其他实验3.如图3-9-15所示装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是()图3-9-15A.试管内加入的试剂是NaOH溶液B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定C.实验中细玻璃管内的红墨水向右移动D.该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量4.[2018·山东师大附中一模]如图3-9-16中三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物,下列有关分析不正确的是()图3-9-16A.甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量B.乙装置有色液滴向左移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸C.丙装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2D.三个装置中的种子都必须进行消毒处理,且都需要设置对照实验题后归纳细胞呼吸方式的判断及实验探究1.探究细胞呼吸方式的实验装置欲探究某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图3-9-17所示(以发芽种子为例):图3-9-17实验结果预测和结论: 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸 不动 右移 只进行产乙醇的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸2.物理误差的校正为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置,如图3-9-18所示。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。图3-9-18(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。(2)若选用绿色植物作实验材料,测定细胞呼吸速率,需将整个装置进行遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。真题·预测1.[2018·全国卷Ⅱ]有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说法错误的是()A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大2.[2018·全国卷Ⅲ]下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是()A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP3.[2018·天津卷]为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见图3-9-19。有关分析错误的是()图3-9-19A.t1~t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色4.[2017·海南卷]某染料(氧化型为无色,还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组,并进行染色实验来了解种子的生活力,结果如下表所示。 分组 甲组 乙组 处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合保温 结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色下列叙述错误的是()A.甲组的胚中发生了氧化还原反应B.呼吸作用产生的NADH使染料变成红色C.乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞D.种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果1.下列与细胞呼吸有关的叙述正确的是()A.进行无氧呼吸的细胞不含线粒体B.破伤风杆菌的大量繁殖需要有氧呼吸提供能量C.人体细胞无氧呼吸产生酒精的过程发生在细胞质基质D.糖类彻底氧化分解的产物可通过自由扩散运出细胞2.图3-9-20为探究邻烯丙基苯酚浓度对番茄灰霉病菌孢子细胞呼吸影响的曲线示意图。据图分析,下列叙述错误的是()图3-9-20A.不使用药剂时,萌发期孢子的有氧呼吸速率高于未萌发期孢子B.药剂浓度相同时,两种孢子的有氧呼吸速率可能相同C.在起促进作用的浓度范围内,氧气的消耗速率随药剂浓度的增加而增大D.高浓度的药剂对萌发期孢子有氧呼吸的抑制作用更显著1.CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。2.在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。3.有氧呼吸三个阶段均能产生ATP,第三阶段产生ATP最多。4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。5.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。6.不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。7.O2抑制细胞的无氧呼吸,促进细胞进行有氧呼吸。第10讲光与光合作用考试说明1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.实验:叶绿体色素的提取和分离。第1课时光合作用的探究历程与基本过程考点一捕获光能的色素和叶绿体的结构1.叶绿体中色素的种类和颜色 色素的种类 色素的颜色 叶绿素 叶绿素a 　　　  叶绿素b 　　　  类胡萝卜素 　　　  黄色 　　　  橙黄色2.叶绿体中色素的吸收光谱分析图3-10-1由图3-10-1可以看出:(1)色素的功能:叶绿素主要吸收;类胡萝卜素主要吸收。 (2)色素吸收光的范围:可见光的波长范围大约是390~760nm,一般叶绿体中的色素只吸收,对红外光和紫外光不吸收。 3.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图图3-10-2(4)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于被光束照射的部位。 正误辨析(1)叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。()(2)光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与。()(3)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。()(4)叶绿体是进行光合作用的唯一场所。()(5)光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。()(6)1864年德国科学家萨克斯的叶片曝光和遮光实验只能证明光合作用的产物有淀粉。()链接教材[必修1　P99]温室或大棚种植蔬菜时,最好选择的玻璃或塑料薄膜,理由是　  。 1.[2017·全国卷Ⅲ]植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是()A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的2.[2018·河北五校联考]图3-10-3中甲是叶绿体结构模式图,图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是()图3-10-3A.图甲中生物膜的面积主要靠内膜向内折叠成嵴而增大B.图乙所示的结构来自图甲中的③C.③中的叶绿素在液泡中也有D.ATP的合成场所是④,分解场所是③易错警示影响叶绿素合成的三大因素图3-10-4考点二实验:叶绿体色素的提取和分离1.实验原理图3-10-52.实验步骤图3-10-63.实验结果图3-10-74.实验注意事项及操作目的 注意事项 操作目的 提取色素 选新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高 研磨时加无水乙醇 溶解色素 加少量SiO2和CaCO3 研磨充分、保护色素 迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发,充分溶解色素 盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化(续表) 注意事项 操作目的 分离色素 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散 滤液细线要直、细、匀 使分离出的色素带平整不重叠 滤液细线干燥后再画一两次 使分离出的色素带清晰分明 滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中1.下列关于绿叶中光合色素的提取和分离的叙述,不正确的是()A.用无水乙醇提取到的各种色素的含量不同B.色素在层析液中的溶解度不同,导致色素带的位置不同C.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发而消失D.只画一次滤液细线会导致滤纸条上四条色素带的宽度变窄2.某班学生完成对新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了以下四种不同的层析结果。下列分析最不合理的是()图3-10-8A.甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2C.丙是正确操作得到的理想结果D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3题后归纳叶绿体中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。②使用放置数天的菠菜叶,滤液含色素(叶绿素)太少。③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量无水乙醇)。④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠的原因①滤液细线不直。②滤液细线过粗。(3)滤纸条无色素带的原因①忘记画滤液细线。②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。考点三光合作用过程1.光合作用的探究历程(连一连)2.卡尔文的实验(1)实验方法:。 (2)实验思路:。 (3)实验结论:光合作用中碳的转移途径:,这一途径称为。 3.光合作用的过程(1)反应式:。 (2)过程图解:图3-10-9a.根据图示写出各标号所代表的物质或过程名称①,②,③,④, ⑤,⑥。 b.光合作用过程①光反应进行的场所是,物质变化是;能量变化是将光能转化为。 ②暗反应进行的场所是,发生的物质变化有,能量变化是将ATP中活跃的化学能转变成。 4.光合作用和化能合成作用的比较 光合作用 化能合成作用 区别 能量来源 　　　  　　　　　　　  代表生物 绿色植物 　　　  相同点 都能将等无机物合成有机物 正误辨析(1)H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体基质中。()(2)光合作用过程中光能转化为有机物中的化学能。()(3)光反应必须在光照下进行,暗反应必须在暗处进行。()(4)光合作用光反应阶段产生的[H]可在叶绿体基质中作为还原剂。()(5)适宜环境条件下,在离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后,不能完成暗反应过程。()(6)适宜条件下培养的叶绿体,突然将原来的白光改为绿光照射,则短时间内[H]含量会增多。()(7)在其他条件适宜情况下,在某植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内,叶绿体中C3和C5含量都迅速增加。()链接教材[必修1　P103]光合作用过程中的[H]与细胞呼吸过程中的[H]有什么不同? 光合作用过程中[H] 细胞呼吸过程中[H] 本质 还原型辅酶Ⅱ(NADPH) 还原型辅酶Ⅰ(NADH) 来源 阶段  无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第一、二阶段 去向 　　　　　　  有氧呼吸第阶段生成　　　　 1.光反应和暗反应的区别与联系 项目 光反应 暗反应 条件 需要光、色素、酶、H2O、ADP、Pi 不需要叶绿素和光,需要多种酶、ATP、[H]、CO2 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水的光解:2H2O4[H]+O2　②ATP的合成:　ADP+Pi+能量ATP 能量转化 光能→活跃的化学能 活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi等,如下:2.光合作用过程中元素转移途径分析(1)光合作用总反应式及各元素去向图3-10-10(2)光合作用过程中O的转移途径O18O2C18O2C3(CO)+O(3)光合作用过程中C的转移途径14CO214C3(14CH2O)3.环境骤变对光合作用中间产物含量的影响当外界条件改变时,光合作用中C3、C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图3-10-11所示进行分析:图3-10-11(1)停止光照时:光停,ATP↓,ADP↑,C3↑,C5↓,分析如图3-10-12:图3-10-12(2)CO2供应停止时:CO2停,C5↑,C3↓,ATP↑,ADP↓,分析如图3-10-13:图3-10-13命题角度1考查光合作用的探究历程1.图3-10-14是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是()图3-10-14A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气2.下列有关科学家探索光合作用的实验中,叙述错误的是()A.与黑藻相比,水绵更适宜用于探究光合作用的场所B.金鱼藻是水生植物,用于探究光合作用产物有O2时,利于收集气体C.卡尔文利用小球藻,探明了CO2中的碳在光合作用中转化的途径D.用银边天竺葵探究光合作用的产物有淀粉时,不用脱色可直接加碘液使叶片边缘变蓝色题后归纳恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。命题角度2考查光合作用的过程3.[2018·浙江温州中学模拟]图3-10-15表示绿色植物光合作用的部分过程,图中A~C表示相关物质。下列有关分析错误的是()图3-10-15A.图中A为氧气,可部分释放到空气中B.图中B为NADPH,是还原剂C.该过程消耗的NADP+和C来自于叶绿体的类囊体薄膜D.该过程将光能转化为化学能储存在ATP中4.[2018·江西上饶二模]图3-10-16为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为反应过程),下列判断错误的是()图3-10-16A.绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中B.图中f充当还原剂,参与暗反应中C3的还原C.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解D.图中g物质被14C标记,在C3、C5和(CH2O)中均可能检测到放射性易错警示突破光合作用过程的4个误区(1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体薄膜上,液泡中的色素不参与光合作用。(2)绿色植物中参与光合作用的酶存在于叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中。(3)不要认为暗反应不需要光。光合作用的过程可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者在光下才能进行,并在一定范围内随着光照强度的增加而增强;后者在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物[H]和ATP,因此暗反应在无光条件下不可以长期进行。(4)叶绿体并不是进行光合作用的必要场所:进行光合作用的细胞不一定含叶绿体,如蓝藻、光合细菌能进行光合作用,但没有叶绿体。命题角度3考查环境条件变化对光合作用中物质变化的影响5.光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。下列关于改变反应条件而引起的变化,正确的说法是()A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值减小6.[2018·甘肃静宁一中模拟]图3-10-17表示某植物叶片暗反应中C3和C5物质的量的变化趋势,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或降低CO2浓度。下列分析正确的是()图3-10-17A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATPB.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度C.Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中[H]和ATP的积累D.Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低题后归纳利用模型法分析光合作用中物质的量的变化图3-10-18(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化。(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP含量变化是一致的。(3)具体分析时只有理清C3、C5的“来源”与“去路”(C3产生于CO2的固定,消耗于C3的还原;C5产生于C3的还原,消耗于CO2的固定),才能避开试题陷阱。真题·预测1.[2018·北京卷]光反应在叶绿体类囊体上进行。在适宜条件下,向类囊体悬液中加入氧化还原指示剂DCIP,照光后DCIP由蓝色逐渐变为无色。该反应过程中()　　　　　　　　　　　　　　　　　A.需要ATP提供能量B.DCIP被氧化C.不需要光合色素参与D.会产生氧气2.[2017·海南卷]将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量1.下列与光合作用相关的叙述,错误的是()A.叶肉细胞中色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上B.能否利用光能,是光合作用和化能合成作用的根本区别C.光照突然增强,短时间内叶绿体中C3和C5的含量分别是减少和增加D.夏季晴朗的中午,某植物的光合作用强度明显减弱,原因是CO2供应不足2.光呼吸是进行光合作用的细胞为适应O2/CO2气体环境变化,提高抗逆性而形成的一条代谢途径。该过程是叶肉细胞在Rubisco酶的催化下,消耗O2生成CO2,消耗能量的反应,具体过程如图3-10-19所示(NADPH即[H])。下列说法错误的是()图3-10-19A.环境中O2/CO2的值升高,有利于有机物的积累B.光呼吸与有氧呼吸相似,都能消耗O2产生CO2C.从能量利用角度看,光呼吸与暗反应都消耗ATPD.光呼吸是植物在不利条件下,对细胞的一种保护机制1.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。2.吸收光能的四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。3.叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。4.光合作用释放的O2来自于H2O。5.光反应阶段就是叶绿体中的色素吸收光能,将H2O分解成[H]和O2,同时形成ATP的过程。6.暗反应阶段是在叶绿体基质内,在多种酶催化下完成的,包括CO2的固定和C3的还原等过程。第2课时光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系考点一影响光合作用的因素及应用1.单因子对光合作用速率的影响(1)光照强度①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合作用速率。光照强度增强,光反应速率加快,产生的[H]和ATP增多,使暗反应中C3还原过程加快,从而使光合作用产物增加。②曲线分析图3-10-20A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度,该强度不随光照强度的改变而改变;AB段:光照强度加强,光合速率逐渐加强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度;B点:光补偿点(光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度),细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用;BC段:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度;C点:光饱和点(光合作用强度达到最大时的最低光照强度),继续增加光照强度,光合作用强度不再增加。③应用:阴生植物(适合在弱光下生长的植物)的B点左移,C点较低,如图3-10-20中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置等。(2)CO2浓度①原理:影响暗反应阶段,制约C3的形成。②曲线分析图3-10-21图甲中A点:光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点;图乙中A'点:进行光合作用所需CO2的最低浓度;B和B'点:CO2饱和点(光合作用强度达到最大时的最低CO2浓度),继续增加CO2的浓度,光合速率不再增大;AB段和A'B'段:在一定范围内,光合速率随CO2浓度的增加而增大。③应用a.合理密植,保持作物间良好的通风状态;b.使用农家肥,或采取其他措施增大CO2浓度。(3)温度①原理:通过影响酶的活性来影响光合作用。②曲线分析图3-10-22AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大;B点:光合速率最大,此点对应的温度为酶的最适温度;BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50℃左右光合速率几乎为零。③应用:冬天适当提高温室温度,夏天适当降低温室温度。2.多因子对光合作用速率的影响(1)常见曲线图3-10-23(2)曲线分析P点:限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子,随其因子强度的不断加强,光合速率不断提高。Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的限制因素,要提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。命题角度1考查影响光合作用的环境因素1.[2018·河南郑州一模]如图3-10-24为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是()图3-10-24A.曲线A→B点,叶绿体中C3浓度降低B.B→D点,叶绿体中C5浓度升高C.曲线A→B点,叶绿体中C5生成速率降低D.D点时,限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等图3-10-252.[2018·北京延庆一模]科研人员测定甲、乙两植物CO2吸收速率随CO2浓度的变化如图3-10-25所示。下列说法正确的是()A.M点时甲植物光反应产生ATP和[H]的速率达到最大B.暗反应中固定CO2的酶的活性甲植物高于乙植物C.乙植物达到CO2饱和点时既不吸收O2也不释放CO2D.甲植物更适合在低浓度CO2的大棚中种植命题角度2考查环境条件改变与补偿点、饱和点移动的关系3.[2018·辽宁盘锦高中模拟]已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,该植物在恒温30℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系如图3-10-26所示,下列叙述错误的是()图3-10-26A.由b点变为c点时,叶肉细胞中三碳化合物的含量降低B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中[H]合成速率将会变小,c点向左下方向移动C.当光照强度为X时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体D.在其他条件不变的情况下,将温度调节到25℃,图中a点将向上移动,b点将向右移动图3-10-274.如图3-10-27为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是()A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体B.当植物缺Mg时,b点将向左移C.大气中CO2浓度可影响c点的位置D.与阳生植物相比,阴生植物b点左移,a点下移题后归纳光合作用曲线中补偿点与饱和点移动规律(1)补偿点的移动①呼吸速率增加,其他条件不变时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。(2)饱和点的移动相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,饱和点应右移,反之左移。命题角度3自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析5.[2018·福建漳州二模]如图3-10-28表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天,乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是()A.适当提高温度可以增加OA的绝对值B.甲图中有机物积累最多的是G点,两图中B点植物干重均低于A点时的干重图3-10-28C.两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少D.甲图中E点和G点相比,E点叶绿体中的ATP含量较多6.[2018·河北定州中学模拟]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CO2浓度测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图3-10-29中的曲线。下列有关说法正确的是()图3-10-29A.在A点时叶肉细胞中产生ATP的部位只有线粒体B.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,植物呼吸作用强C.D点时植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等D.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收最多,光合作用最强题后归纳(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线图3-10-30①开始进行光合作用的点:b。②光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。③开始积累有机物的点:c。④有机物积累量最大的点:e。(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线图3-10-31①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。②该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度。考点二光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用1.光合作用与细胞呼吸的过程图解图3-10-322.物质转化关系(1)元素转移途径C:CO2C6H12O6C3H4O3CO2O:H2OO2H2OH2OCO2C6H12O6H:H2O[H]C6H12O6[H]H2O(2)[H]的来源和去路比较图3-10-333.能量转化关系(1)能量形式的转变图3-10-34(2)ATP的来源与去路比较图3-10-35命题角度1综合考查光合作用与细胞呼吸过程1.[2018·福建宁德二检]图3-10-36为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是()图3-10-36A.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中B.过程①产生NADH,过程③消耗NADPHC.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系2.图3-10-37为植物细胞内发生的部分转化过程。下列有关分析错误的是()图3-10-37A.伴随着ATP形成的过程是b、c、dB.人体细胞中也可发生的过程有b、dC.发生在生物膜上的过程有a、c、dD.在光照充足、条件适宜的情况下,a强于b,c强于d命题角度2考查光合作用与细胞呼吸过程中的元素追踪3.[2019·黑龙江哈师大附中高三模拟]下列是几个使用放射性同位素标记方法的实验,对其结果的叙述不正确的是()A.给水稻提供14CO2,则14C的转移途径大致是14CO2→14C3→(14CH2O)B.利用15N标记丙氨酸,附着在内质网上的核糖体将出现放射性,而游离的核糖体无放射性C.给水稻提供14CO2,则其根细胞在缺氧状态有可能出现14C2H5OHD.小白鼠吸入18O2,则在其尿液中可以检测到O,呼出的二氧化碳也可能含有C18O24.如图3-10-38表示光照较强时,水稻的叶肉细胞内物质转化过程。图3-10-38(1)①过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相同,③过程与(填“a”“b”“c”或“d”)相同。 (2)用14C标记CO2,14C在植物体内转移的途径是14CO2→→(14CH2O)→→14CO2。 (3)a、b、c、d中消耗ATP的过程是,①②③④中合成ATP的过程是。 (4)①过程产生的[H]的移动方向是,③过程产生的[H]的移动方向是。 考点三光合速率、呼吸速率及二者之间的关系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 总光合速率 O2产生速率 CO2固定(或消耗)速率 有机物产生(或制造、生成)速率 净光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释放速率 黑暗中有机物消耗速率(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(如图3-10-39中A点)。(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净光合速率。(3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读图3-10-39(1)A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合量小于0,如图中甲所示。(2)AB段:真正光合速率小于呼吸速率,净光合量小于0,如图中乙所示。(3)B点:真正光合速率等于呼吸速率,净光合量等于0,如图中丙所示。(4)B点以后:真正光合速率大于呼吸速率,净光合量大于0,如图中丁所示。命题角度1考查光合速率和呼吸速率的关系1.[2017·北京卷]某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图3-10-40所示。据此,对该植物生理特性理解错误的是()图3-10-40A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25℃C.在0~25℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是10~50℃2.[2018·北京丰台二模]为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异,某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和CO2浓度等条件均适宜)。下列有关说法正确的是() 光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx) 光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx) 光合速率最大值时CO2吸收量[mg/(100cm2·h)] 黑暗条件下CO2释放量[mg/(100cm2·h)] 植株甲 1 3 12 6 植株乙 3 9 30 14A.植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色,且呼吸速率降低B.光照强度为3klx时,植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用C.光照强度为1klx时,植株乙的光合速率大于其呼吸速率D.光照强度为3klx时,甲、乙两植株固定CO2速率的差为4mg/(100cm2·h)题后归纳植物“三率”的判定(1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率;当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。(2)根据关键词判定 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO2 释放量(黑暗) 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2 吸收量(黑暗) 释放量 产生量 有机物 消耗量(黑暗) 积累量 制造量、产生量命题角度2考查在生产生活实际中的应用3.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份,在不同温度下分别暗处理1h,再光照1h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如图3-10-41所示数据。下列说法正确的是()图3-10-41A.该植物在27℃时生长最快,在29℃和30℃时不表现生长现象B.在所给的4个温度中该植物呼吸作用和光合作用的最适温度都是29℃C.在27℃、28℃和29℃时光合作用制造的有机物的量相等D.30℃时光合作用制造的有机物量等于呼吸作用消耗的有机物量,都是1mg/h4.[2018·山东德州一模]为研究某品种小麦的抗盐碱能力,某研究小组将该品种幼苗均分成A、B两组,分别在盐碱和非盐碱土壤中培养一段时间,在适宜温度下测得两组幼苗在不同光照强度下的光合作用强度(单位时间、单位面积O2释放量),结果如下表。回答下列问题: 光照强度(lx) 0 100 150 300 750 1500 3000 7500 光合作用强度[μmolO2/(m2·a)] A组 -3 0 2 6 10 12 12 12 B组 -10 -5 0 6 12 18 20 20(1)在实验条件下,该品种小麦幼苗在土壤中细胞呼吸速率较高,判断的理由是　 。 (2)光照强度为300lx时,两组幼苗的生长速度(填“A>B”“A=B”或“A<B”),主要依据是　 。 (3)将A组小麦所结种子播种到非盐碱土壤中,在幼苗阶段重复上述测定,结果与B组幼苗数据无明显差异,由此可得出的初步结论是。 题后归纳以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长(自然状态下以一天24小时为单位)(1)净光合速率>0时,植物因积累有机物而正常生长。(2)净光合速率=0时,植物因无有机物积累而不能生长。(3)净光合速率<0时,植物因有机物量减少而不能生长,且长时间处于此种状态下植物将死亡。真题·预测1.[2018·江苏卷]图3-10-42为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是()图3-10-42A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度2.[2017·全国卷Ⅱ]图3-10-43是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。图3-10-43据图回答下列问题:(1)图中①②③④代表的物质依次是、、、,[H]代表的物质主要是。 (2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是。　　　　　　 3.[2018·全国卷Ⅰ]甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图3-10-44所示。图3-10-44回答下列问题:(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是。 (2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是,判断的依据是　 。 (3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是。 (4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的(填“O2”或“CO2”)不足。 4.[2018·全国卷Ⅲ]回答下列问题:(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的上,该物质主要捕获可见光中的。 (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图3-10-45所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是　 。 图3-10-45(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度(填“高”或“低”)。 1.图3-10-46为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是()图3-10-46A.植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞释放氧气B.突然遮光处理,短时间内植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少C.提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点D.最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ2.图3-10-47为某植物在不同环境条件下的净光合速率变化[单位:mgCO2/(m2·h)],请回答下列问题:图3-10-47(1)据图分析,影响该植物光合速率的环境因素有。 (2)如果光照强度的变化不影响该植物的呼吸速率,Q点的总光合速率(填“大于”“等于”或“小于”)在25℃条件下P点处的总光合速率。 (3)在光照强度为16klx,温度为25℃,不含放射性等环境条件下,用O浇灌该植物,则一段时间后幼苗周围空气中的(填“O2”“CO2”或“O2和CO2”)含有18O,原因是　 。 1.光照强度直接影响光反应的速率,光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。2.温度影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。3.CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。4.矿质元素直接或间接影响光合作用。例如,镁是叶绿素的组成元素,氮对酶的含量有影响,磷是ATP的组成元素等。5.光合速率与呼吸速率的关系:(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率;(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率;(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。拓展微课光合速率的测定方法及计算 难点一测定光合速率的常用方法1.利用液滴移动测定光合速率(1)实验装置图W1-1(2)测定原理①在黑暗条件下,甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物吸收O2的速率,可代表呼吸速率。②在光照条件下,乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物释放O2的速率,可代表净光合速率。③真光合速率=净光合速率+呼吸速率。(3)测定方法①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,即用死亡的相同大小的同种绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。例1为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图W1-2所示的实验装置若干组,利用CO2缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,在室温25℃时进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是()图W1-2 组别 实验条件 液滴移动(mL/h) 光照强度(lx) CO2浓度(%) 1 0 0.05 左移2.24 2 800 0.03 右移6.00 3 1000 0.03 右移9.00 4 1000 0.05 右移11.20 5 1500 0.05 右移11.20 6 1500 0.03 右移9.00A.1组中液滴左移的原因是植物进行有氧呼吸消耗了氧气B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度D.与4组比较可知,限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度2.利用黑白瓶法测定水生植物的光合速率(1)测定原理:黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,光合作用产生氧气量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。(2)测定方法:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a先包以黑胶布,再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度相同位置取水,测定c瓶中的氧气含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入取水处,24小时后取出,测定两瓶中的氧气含量。(3)计算规律规律1:有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量为净光合作用量;两者之和为总光合作用量。规律2:在没初始值的情况下,白瓶中测得的氧气现有量与黑瓶中测得的氧气现有量之差即为总光合作用量。例2[2018·河北景县模拟]下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中,初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度的差值。下列有关分析正确的是() 水深(m) 1 2 3 4 白瓶中O2浓度(g/m2) +3 1.5 0 -1 黑瓶中O2浓度(g/m2) -1.5 -1.5 -1.5 -1.5A.水深1m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3g/m2B.水深2m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率C.水深3m处白瓶中水生植物不进行光合作用D.水深4m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量(1)使用范围:检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光合速率测定。(2)测定方法:在测定时,将植物对称叶片的一部分遮光或取下置于暗处,另一部分则留在光下进行光合作用,过一段时间后,在这两部分的对应部位取同等面积的叶片,分别烘干称重。对称叶片的两对应部位的等面积的干重,开始时被视为相等,照光后的叶片重量超过黑暗中的叶重,超过部分即光合作用产物的产量,并通过一定的计算可得到光合作用有机物的产生量。例3某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理(如图W1-3所示),并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题:图W1-3(1)MA表示6h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量;MB表示6h后()+()-呼吸作用有机物的消耗量。 (2)若M=MB-MA,则M表示 。 (3)真正光合速率的计算方法是。 (4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。 。 难点二交替光照与连续光照问题1.原理分析:光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行,由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的,因此在一般情况下,光反应的速率比暗反应的快,光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉。2.过程分析:持续光照,光反应产生的大量的ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉,暗反应限制了光合作用的速率,降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行,则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物,持续进行一段时间的暗反应,提高了光能的利用率。3.结论:在光照强度和光照时间不变的情况下,交替光照比连续光照制造的有机物相对较多。例4研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料、在相同的条件下进行了四组实验,其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次缩小光照、黑暗的交替频率如图W1-4所示,每组处理的总时间均为T秒。比较各组结果,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到D依次越来越大。下列相关说法正确的是()图W1-4A.本实验中光照强度是无关变量,故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量B.光照期间,光反应通过水的光解为暗反应提供ATP和[H]C.实验组黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率变小D.推测在某光照、黑暗的交替频率上,单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%难点三与光合速率有关的计算1.光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量。2.光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳吸收量+呼吸作用二氧化碳释放量。3.光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖积累量+呼吸作用葡萄糖消耗量。4.总光合量=净光合量+呼吸量。例5某生物小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影响进行了相关实验,结果如图W1-5所示。下列说法正确的是()图W1-5A.5℃时,真光合速率约为呼吸速率的3倍B.25℃时,光合速率最大C.30℃时,增强光照,叶绿体内C3的量会增多D.35℃时,光照一段时间,植物体中干物质量将减少例6从经过“饥饿”处理的某植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片,称其干重,如图W1-6所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析(实验过程中光照适宜,温度不变):图W1-6请回答:(1)叶圆片Y比叶圆片X(填“轻”或“重”),原因是。 (2)在下午4时至晚上10时这段时间里,叶圆片Z的呼吸作用消耗量可表示为g。 (3)如果实验过程中叶片的呼吸作用速率不变,则从上午10时到下午4时这段时间里,叶圆片Y制造的有机物的量可表示为g。 1.取生长旺盛的天竺葵叶片,用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气,均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同的一定强度光照,记录圆叶片上浮至液面所需时间,其结果绘制的曲线如图W1-7所示。下列相关叙述错误的是()图W1-7A.YZ段平缓的限制因素可能是光照强度B.Y点比X点细胞内的光合速率小C.Z点后曲线上行,可能是叶片细胞失水所致D.Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体2.图W1-8表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是()图W1-8A.该实验装置可用于探究不同单色光对光合作用强度的影响B.加入NaHCO3溶液的主要目的是吸收呼吸作用释放的CO2C.拆去滤光片,单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度3.[2018·湖南常德一中二模]某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于6对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10mg/L,白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于6种不同的光照条件下,24小时后,实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量,记录数据如下,以下说法不正确的是() 光照强度(klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3A.若只考虑光照强度,该深度湖水中所有生物在晚上8h内呼吸消耗O2的量为7/3mgB.光照强度为aklx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡C.当该水层中的溶氧量达到30mg/L时,光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素D.若将eklx光照下的白瓶置于bklx光照下,瓶中光合生物细胞的C3含量会增加,C5含量会减少4.[2018·山西太原三模]某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用和呼吸作用,设计了如图W1-9所示实验装置,请分析回答:图W1-9(1)甲和乙构成对照实验,变量是,探究的是;甲和丙可构成一组对照实验,实验的变量是,可以证明　 。 (2)氧气有的特性,甲装置试管中收集的气体可以使,说明绿色植物的光合作用释放出氧气。 (3)有同学利用甲装置进行了进一步探究,实验结果如下表: 光源与试管的距离(cm) 10 20 30 40 50 每分钟产生的气泡数(个) 65 35 15 6 1据实验结果分析,得出的结论是。 据此结论,若要提高大棚作物的产量,可以采取的措施是。 (4)利用丁装置探究绿色植物的呼吸作用时,应对装置进行处理。一段时间后,玻璃管中的红墨水滴向(填“左”或“右”)移动。原因是　 。 5.[2018·广东湛江二模]补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响,研究小组在温度适宜的玻璃温室中,分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验,补光时间为上午7:00~10:00。结果如图W1-10所示。图W1-10请回答:(1)补光实验时,采用适宜温度的原因是。 (2)该实验证明,自然光照下补充nm的光可以提高光合作用速率。 (3)10:00时光照突然停止,此时光合作用速率是否为0?;原因是。 (4)现有沉于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液,其他材料器具自选,欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响,请写出实验思路:  。 资