浙江专版2019版高考生物一轮复习热点题型突破一光合作用与细胞呼吸的综合应用教案2.pdf
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1、热点题型突破一 光合作用与细胞呼吸的综合应用热点题型突破一 光合作用与细胞呼吸的综合应用 考情分析 光合作用与细胞呼吸是细胞代谢的核心知识, 命题时往往把两者结合起来考查, 一般以坐标曲线图、表格和光合作用流程图为载体,选择题与非选择题均有较大几率出现。 主要考查角度有以下几点: 1表观光合速率及其影响因素,如 2015 年浙江 10 月选考,26T 等。 2光强度对光合速率的影响, 如 2015 年浙江 10 月选考, 30T; 2017浙江 4 月选考, 30T 等。 3光合作用与细胞呼吸的过程,如 2015 年浙江 10 月选考,30T;2016浙江 4 月选考,17T 等。 4光反应和
2、碳反应的过程,如 2016浙江 4 月选考,30T。 5光合色素的种类及提取与分离,如 2016浙江 4 月选考,30T; 2017浙江 4 月选考,30T 等。 题型一 表观(净)光合速率和总光合速率(加试) 1.(2017嘉兴高三适应)科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、 单位面积叶 片通过气孔的气体量)、净光合速率的变化,结果如下图所示。下列说法错误的是( ) A.实验开始 4min 时,水光解产生气体的去向有进入线粒体和释放到细胞外 B.若茶树植株长期处于 16min 时的状态,则其不能正常生长 C.与 8min 时相比,4min 时叶绿体中的 ADP、NADP含量较少
3、D.在最初 04min 内,叶肉细胞净光合速率下降的主要原因是气孔导度的下降,阻止了 CO2 的供应 答案 C 解析 由题图可知,48min 期间,气孔导度下降,导致 CO2供应减少,使叶肉细胞净光合速 率下降, 4min 时净光合速率大于 8min 时, 消耗的 ATP 和 NADPH 多, 故叶绿体中的 ADP、 NADP 含量较多,C 项错误。 2.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片, 用打孔器将叶片打出若干圆片, 圆片平均分成甲、 乙、 丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为 A,乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内, 丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其
4、他条件一致,一 小时后,测得乙装置内圆片干重为 B,丙装置内圆片干重为 C。下列叙述正确的是( ) A.CA 为圆片叶肉细胞一小时内的真正光合速率 B.CB 为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 C.AB 为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率 D.实验过程中,乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定 答案 C 解析 CA 为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率 ; CB 为圆片叶肉细胞一小时内的真正光 合速率;AB 为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率;乙装置随着 O2浓度下降,叶肉细胞呼吸 速率也下降。 3.以测定的 CO2吸收量与释放量为指标, 研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响, 结果如图所示。下列
5、分析正确的是( ) A.光照相同时间,35时光合作用制造的有机物的量与 30时相等 B.光照相同时间,在 20条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于 25时,光合作用制造的有机物的量开始减少 D.其他条件不变,光强度适当增强时,两曲线的交点将向左下方移动 答案 A 解析 分析题意与图像可知,图中的虚线代表净光合作用,实线代表呼吸作用。在光照下, 光合作用制造的有机物总量(真正光合作用量)呼吸作用消耗的有机物量(呼吸量)有机物 的净积累量(净光合作用量),即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真正 光合作用量。读取图中 20、25、30、35等温度下对应的 CO2的吸收量与释放
6、量,根 据上面的等式关系可以推断出:光照相同时间,35时光合作用制造的有机物的量与 30时 相等;光照相同时间,在 25条件下植物积累的有机物的量最多;温度高于 25时,有机物 的净积累量开始减少;两曲线的交点表示某温度时,有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有 机物的量相等,当其他条件不变,光强度适当增强时,净光合作用量增大,两曲线的交点将 向右上方移动。 题型二 密闭环境中昼夜 CO2、O2含量变化过程分析(加试) 4.图甲中、曲线分别表示夏季某一天 24 小时的温度、某植物的总光合速率、表观光 合速率的变化,图乙中曲线表示某植物放在密闭玻璃罩内一天 24 小时的 CO2浓度的变化,以 下分析
7、错误的是( ) A.甲图曲线中 12 点左右 d 点下降的原因是温度过高,气孔关闭 B.乙图曲线中 EF 段玻璃罩内 CO2浓度下降加快是由于光强度增加 C.植物一天中含有机物最多的时刻在甲图中是 e 点,在乙图中则是 H 点 D.植物在甲图中的 c、e 两点的生理状态与乙图中 D、H 两点的生理状态相同 答案 A 解析 甲图曲线中 12 点左右 d 点下降, 对应的是表观光合速率下降, 但植物的总光合速率较 大,因此表明此时温度高,导致细胞呼吸较强进而导致 d 点下降,A 项错误;乙图曲线中 EF 段光强度增加,光合速率增强,玻璃罩内 CO2浓度下降加快,B 项正确 ; 植物一天中含有机物
8、最多的时刻在甲图中是 e 点,在乙图中则是 H 点,也就是净光合速率为 0 时,C 项正确;植 物在甲图中的 c、e 两点的生理状态与乙图中 D、H 两点的生理状态相同,都是光合速率等于 呼吸速率,D 项正确。 5.某生物研究小组在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培实验, 连续 48 小时测定温室内 CO2浓 度及植物的 CO2吸收速率,得到如图所示曲线(整个过程呼吸速率恒定),据图分析正确的是 ( ) A.图中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有 3 个 B.绿色植物吸收 CO2速率达到最大的时刻是第 45 小时 C.实验开始的前 24 小时比后 24 小时的平均光强度弱 D.实验全过程叶肉细胞
9、内产生 ATP 的场所是线粒体和叶绿体 答案 C 解析 图中细线是在恒温密闭环境中测得的二氧化碳吸收速率,当吸收速率为零时,表示植 物不从外界吸收二氧化碳,此时光合作用所需的所有二氧化碳全由细胞呼吸提供,即此时呼 吸速率与光合速率相等。 根据图解可知, 呼吸速率与光合速率相等的点有4个, 分别在第6、 18、 30、42 小时,A 项错误 ; 据曲线分析,CO2吸收速率最大时对应的时间是第 36 小时,B 项错误 ; 由曲线图看出,前 24 小时比后 24 小时的平均 CO2吸收速率低,因此,前 24 小时比后 24 小 时的平均光强度弱,C 项正确;实验全过程叶肉细胞内产生 ATP 的场所包
10、括细胞溶胶、线粒 体和叶绿体,D 项错误。 题型三 大田野生状态下 CO2、O2含量变化过程分析 6.夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在相同条件下 CO2吸收速率的变化如下图所示。下 列说法正确的是( ) A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多 C.曲线bc段和de段下降的原因相同 D.两曲线bd段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭 答案 D 解析 由图可知,a点是光合速率和呼吸速率相等的点, 甲植株在a点之前就进行光合作用, A 项错误;CO2的吸收速率(净光合速率)大于零,说明植物在积累有机物,618 时,植物一直 在积累有机物,所以有机物积累量最多是在 18
11、 时,B 项错误;bc段的变化是由于温度高, 蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭气孔,致使植物吸收 CO2量减少,de段的 变化由光强度减弱引起,C 项错误;在bc段,甲植株没有出现 CO2吸收速率下降,有可能 是某种原因导致其叶片的气孔无法关闭,D 项正确。 7.(2016台州 9 月选考模拟)下图是某植物在晴天和阴天两种不同的环境条件下,净光合速 率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是( ) A.由 ab 段可以看出,此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光强度和 CO2浓度 B.在 fh 对应时段,植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加 C.hi 段的变化可能与植物体内脱落酸的含
12、量增加有关 D.j 点时,叶肉细胞内光合速率等于呼吸速率 答案 C 解析 ab 段是在阴天环境下, 限制叶片光合速率的主要环境因素是光强度, A 项错误 ; fh 对应时段,净光合速率先减少后增加,但一直大于 0,所以有机物总量一直增加,B 项错误; 晴天时净光合速率由 h 点急剧下降到 i 点的主要原因是气孔关闭, CO2减少影响了碳反应。 脱 落酸能导致气孔关闭, 所以 hi 段的变化可能与植物体内脱落酸的含量增加有关, C 项正确 ; j 点时,整个植物的光合速率等于呼吸速率,则叶肉细胞内光合速率大于呼吸速率,D 项错误。 绿色植物 24h 内有机物的“制造”“消耗”与积累 (1)典型图
13、示 (2)曲线解读 积累有机物时间段:CE段。 制造有机物时间段:BF段。 消耗有机物时间段:OG段。 一天中有机物积累最多的时间点:E点。 一昼夜有机物的积累量:SPSMSN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。 题型四 光合、呼吸速率的测定(加试) 8.如图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生情况的实验示 意图, 装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。 下列几种实验结果(给 予相同的环境条件),你觉得不可能出现的是( ) A.甲、乙装置水滴都左移 B.甲、乙装置水滴都右移 C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移 D.甲装置水滴右移,乙装置水滴
14、左移 答案 B 解析 在黑暗条件下,甲、乙装置都只进行细胞呼吸,细胞呼吸消耗氧气,而装置中二氧化 碳量保持平衡,因此水滴都左移,A 项正确;如果甲、乙装置水滴都右移,说明装置中气体 量会增多,青蛙细胞呼吸不可能使气体量增多,B 项错误;甲装置中的绿色植物光合作用等 于细胞呼吸时水滴不动,乙装置青蛙需氧呼吸消耗 O2,水滴应向左移,C 项正确;甲装置中 的绿色植物光合作用大于细胞呼吸时装置中水滴向右移,乙装置水滴应向左移,D 项正确。 9.如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二 氧化碳浓度,该装置置于一定的光照条件且温度为 20环境中。实验开始时,针筒的读
15、数是 0.2mL,毛细管内的水滴在位置 X。20min 后,针筒的容量需要调至 0.6mL 的读数,才能使水 滴仍维持在 X 的位置。据此回答下列问题: (1)图中绿色植物吸收的光能转化途径是。 (2)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水,重复上述实验,20min 后,要使水滴维持在 X 的 位置上,针筒的容量(填“需要”或“不需要”)调节。 (3)与植物的实际光合速率相比,用上述装置所测得的光合作用速率数值(填“偏高”“偏低” 或“相同”),原因是。 (4)若将图中的碳酸氢钠溶液换成等浓度的氢氧化钠溶液,在 20、无光条件下 30min 后, 针筒的容量需要调至 0.1mL 的读数,才能使水滴
16、仍维持在 X 的位置,则该植物的实际光合速 率是 mL/h。 (5)如果在另一相同实验装置中,其他条件不变,只增加光强度,结果 20min 后针筒的容量也 维持在 0.6mL 读数处。但若只将温度提升至 30,20min 后针筒容量需要调至 0.8mL 读数, 才能使水滴维持在 X 的位置上。比较两个实验可以得出的结论是。 (6)如果在该植物的叶片上涂上一层凡士林,针筒的读数大幅度变小,原因是。 答案 (1)光能ATP 和 NADPH 中活跃化学能有机物中稳定化学能 (2)不需要 (3)偏低 植物同时进行呼吸作用, 消耗了部分氧气 (4)1.4 (5)在上述条件下, 限制光合作用的主要 因素不
17、是光照, 而是温度(只要体现出温度是限制因素即可) (6)凡士林阻塞部分气孔, 使供 应叶肉细胞的 CO2减少,限制了光合作用的碳反应 解析 (1)光能被绿色植物吸收以后,转变成电能,电能再转变成化学能贮存在 NADPH 和 ATP 中,贮存在 NADPH 和 ATP 中的是活跃的化学能,经过碳反应以后,NADPH 和 ATP 中活跃的化 学能转变成有机物中稳定的化学能。 (2)由光合作用的总反应式:6CO212H2OC6H12O66O26H2O,可知反应前后气体体积 光能 叶绿体 不变,所以若将 NaHCO3溶液换成等量清水,不需要调节针筒容量就可使水滴维持在 X 处。 (3)上述实验装置是
18、测量氧气的释放量, 而植物进行呼吸作用会消耗部分氧气, 所以测得的数 值与实际光合速率相比偏低。 (4)瓶中液体改换为 NaOH 溶液,则装置内 CO2完全被吸收,在无光条件下,植物体不能进行 光合作用,只能进行呼吸作用,瓶中气体的变化即呼吸消耗的 O2的变化。则在有光条件下该 植物的真正光合速率表观光合速率呼吸速率,即(0.43)(0.12)1.4(mL/h)。 (5)改变光强度,光合作用强度不改变,说明光强度不影响光合作用强度 ; 改变温度影响了光 合作用强度,说明温度会影响光合作用强度。 (6)二氧化碳主要是通过叶片上的气孔进行吸收, 叶片上涂上一层凡士林会导致叶片无法吸收 二氧化碳,限
19、制了光合作用的碳反应。 利用典型装置测定光合、呼吸速率 (1)表观光合速率的测定(如图) NaHCO3溶液的作用:保证了容器内 CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。 植物光合速率指标 : 植物光合作用释放 O2,使容器内气体压强增大,毛细管内的水滴右移。 单位时间内水滴右移的体积即是表观光合速率。 条件:整个装置必须在光照条件下,光是植物进行光合作用的条件。 (2)呼吸速率的测定 表观光合速率的测定图同样可以用于呼吸速率的测定, 但要把 NaHCO3溶液换成 NaOH 溶液, 用于吸收植物呼吸作用释放的 CO2。 植物呼吸速率指标:植物呼吸作用吸收氧气,释放 CO2,CO2被 Na
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