高考生物-大一輪配套熱點專題突破系列-細胞呼吸和光合作用的綜合應(yīng)用課件-

熱點專題突破系列(xìliè)（二）細胞呼吸和光合作用的綜合應(yīng)用第一頁，共39頁?！救昕记榉治觥考毎粑c光合作用(guānghé-zuòyòng)是細胞代謝的重點內(nèi)容，也是高考的?？贾R點。對近三年高考分析如下：考查點近三年考情統(tǒng)計光合速率與呼吸速率的綜合考查2013江蘇T33、2013福建T26、2013浙江T30、2012山東T2、2012天津T5、2012廣東T26、2011安徽T29種子萌發(fā)的分析2013新課標全國卷ⅠT29、2013山東T25、2012新課標全國卷T29第二頁，共39頁?！痉诸愅黄仆P(guān)】類型一光合速率與呼吸速率的綜合考查【通關(guān)典例】(2012·天津高考)設(shè)置不同CO2濃度，分組光照培養(yǎng)藍藻，測定凈光合速率和呼吸速率(光合速率=凈光合速率+呼吸速率)，結(jié)果見圖。據(jù)圖判斷(pànduàn)，下列敘述正確的是()第三頁，共39頁。A.與d3濃度相比，d1濃度下單位時間內(nèi)藍藻(lánzǎo)細胞光反應(yīng)生成的[H]多B.與d2濃度相比，d3濃度下單位時間內(nèi)藍藻(lánzǎo)細胞呼吸過程產(chǎn)生的ATP多C.若d1、d2、d3濃度下藍藻(lánzǎo)種群的K值分別為K1、K2、K3，則K1>K2>K3D.密閉光照培養(yǎng)藍藻(lánzǎo)，測定種群密度及代謝產(chǎn)物即可判斷其是否為兼性厭氧生物第四頁，共39頁。【解題指南】(1)理論基礎(chǔ)：光合速率隨CO2濃度(nóngdù)的變化而變化，在一定范圍內(nèi)隨CO2濃度(nóngdù)的增大而增大，超過一定范圍后，隨CO2濃度(nóngdù)的增大而減小。(2)曲線兩端出現(xiàn)差異的原因：CO2濃度(nóngdù)低時，光合速率低，產(chǎn)生O2少，細胞呼吸也弱；CO2濃度(nóngdù)高時，抑制細胞呼吸，細胞代謝也隨之降低，光合速率下降。第五頁，共39頁?！窘馕觥窟xA。d1濃度下光合速率大于d3濃度下的，因此d1濃度下藍藻細胞光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]多，故A選項正確；d2濃度下呼吸速率大于d3濃度下的，因此d3濃度下的藍藻細胞呼吸產(chǎn)生的ATP少，故B選項錯誤；由于(yóuyú)d2濃度下凈光合速率最大，d1、d3濃度下的凈光合速率相等，因此，三種濃度下的藍藻種群的K值大小關(guān)系為K2>K1=K3，故C選項錯誤；若要判斷藍藻是否是兼性厭氧生物，需要設(shè)置有氧、無氧兩種條件，在沒有光合作用影響O2的產(chǎn)生，其他條件相同且適宜的情況下進行驗證，故D選項錯誤。第六頁，共39頁。【通關(guān)錦囊(jǐnnánɡ)】光合速率與呼吸速率的區(qū)別與聯(lián)系1.光合速率與呼吸速率的常用表示方法：項目常用表示方法真正光合速率O2產(chǎn)生(生成)速率CO2固定速率有機物產(chǎn)生(制造、生成)速率凈(表觀)光合速率O2釋放速率CO2吸收速率有機物積累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2釋放速率有機物消耗速率第七頁，共39頁。2.光合速率與呼吸速率的關(guān)系：(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)值表示凈光合速率。(3)真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：①光合作用產(chǎn)生O2量=實測的O2釋放量+細胞呼吸消耗O2量②光合作用固定CO2量=實測的CO2吸收量+細胞呼吸釋放CO2量③光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量=葡萄糖的積累(jīlěi)量(增重部分)+細胞呼吸消耗的葡萄糖量第八頁，共39頁。3.光合速率與植物生長：(1)當凈光合速率>0時，植物因積累(jīlěi)有機物而生長。(2)當凈光合速率=0時，植物不能生長。(3)當凈光合速率<0時，植物不能生長，長時間處于此種狀態(tài)，植物將死亡。第九頁，共39頁?！就P(guān)特訓(xùn)】(2012·廣東高考)荔枝葉片發(fā)育過程中，凈光合速率(sùlǜ)及相關(guān)指標的變化見下表。注：“-”表示未測數(shù)據(jù)。葉片發(fā)育時期葉面積(最大面積的%)總?cè)~綠素含量(mg/g·fw)氣孔相對開放度(%)凈光合速率(μmolCO2/m2·s)A新葉展開前19---2.8B新葉展開中871.1551.6C新葉展開完成1002.9812.7D新葉已成熟10011.11005.8第十頁，共39頁。(1)B的凈光合速率(sùlǜ)較低，推測原因可能是：①葉綠素含量低，導(dǎo)致光能吸收不足；②，導(dǎo)致。(2)將A、D分別置于光溫恒定的密閉容器中，一段時間后，A的葉肉細胞中，將開始積累；D的葉肉細胞中，ATP含量將。第十一頁，共39頁。(3)與A相比，D合成生長素的能力；與C相比，D的葉肉細胞的葉綠體中，數(shù)量(shùliàng)明顯增多的結(jié)構(gòu)是。(4)葉片發(fā)育過程中，葉面積逐漸增大，是的結(jié)果；D的葉肉細胞與表皮細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異顯著，其根本原因是。第十二頁，共39頁?！窘忸}指南】解答本題的關(guān)鍵(guānjiàn)是：(1)縱向分析表格數(shù)據(jù)，明確葉片發(fā)育過程中各指標的變化規(guī)律。(2)橫向分析表格數(shù)據(jù)，明確葉片每個發(fā)育階段凈光合速率和其他各指標的關(guān)系。第十三頁，共39頁?！窘馕觥?1)影響光合速率的因素有外因(光照強度、溫度、二氧化碳濃度等)和內(nèi)因(葉綠素的含量、酶等)，結(jié)合表格中的信息，B組葉綠素含量為1.1mg/g·fw，葉綠素含量低，氣孔開放程度比較低，僅為55%，二氧化碳吸收量比較少，導(dǎo)致光合速率較低。(2)A葉片凈光合速率為-2.8μmolCO2/m2·s，即光合速率小于呼吸速率，且由于(yóuyú)是密閉的容器，導(dǎo)致容器內(nèi)氧氣越來越少而進行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精。D葉片中，光合速率大于呼吸速率，且由于(yóuyú)是密閉的容器，導(dǎo)致容器內(nèi)二氧化碳越來越少，暗反應(yīng)減弱，而光反應(yīng)不變，導(dǎo)致ATP增多。第十四頁，共39頁。(3)相比成熟葉片(yèpiàn)，幼嫩的葉是合成生長素的主要部位之一；葉綠素分布在葉綠體中基粒的類囊體薄膜上，從表中可推知，由于總?cè)~綠素含量增加，因此D的葉肉細胞的葉綠體中，基粒明顯增多。(4)細胞分裂使細胞數(shù)目增多，導(dǎo)致葉面積增大；細胞分化的根本原因是基因的選擇性表達。第十五頁，共39頁。答案：(1)氣孔開放度相對低二氧化碳供應(yīng)不足(2)酒精(jiǔjīng)增多(3)低基粒(4)細胞分裂基因的選擇性表達第十六頁，共39頁?！炯庸逃?xùn)練】(2013·福建高考)為研究淹水時KNO3對甜櫻桃根呼吸的影響，設(shè)四組盆栽甜櫻桃，其中一組淹入清水，其余三組分別淹入不同濃度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定時(dìnɡshí)測定甜櫻桃根有氧呼吸速率，結(jié)果如下圖。第十七頁，共39頁。請回答：(1)細胞有氧呼吸生成CO2的場所是，分析圖中A、B、C三點，可知(kězhī)點在單位時間內(nèi)與氧結(jié)合的[H]最多。(2)圖中結(jié)果顯示，淹水時KNO3對甜櫻桃根有氧呼吸速率降低有作用，其中mmol·L-1的KNO3溶液作用效果最好。第十八頁，共39頁。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生長均受到阻礙，地上部分葉色變黃，葉綠素含量減少，使光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的[H]和減少；根系缺氧會導(dǎo)致根細胞無氧呼吸增強，實驗過程中能否(nénɡfǒu)改用CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標？請分析說明：。第十九頁，共39頁?！窘馕觥勘绢}考查細胞呼吸的場所、影響因素以及光合作用的相關(guān)知識。(1)細胞有氧呼吸的主要場所是線粒體，生成CO2的場所是線粒體基質(zhì)，比較A、B、C三點可以看出A點的有氧呼吸速率最高，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的與氧結(jié)合的[H]最多。(2)比較4條曲線可以看出：KNO3溶液能有效地減緩(jiǎnhuǎn)水淹對根細胞有氧呼吸的抑制，且一定濃度范圍內(nèi)濃度越高減緩(jiǎnhuǎn)效果越好。第二十頁，共39頁。(3)當葉片(yèpiàn)變黃葉綠素含量減少時，光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP減少，光合作用減弱；根系缺氧，有氧呼吸受抑制，無氧呼吸增強，但不能用CO2作為檢測有氧呼吸速率的指標，因為植物的無氧呼吸仍然能夠產(chǎn)生CO2。答案：(1)線粒體基質(zhì)A(2)減緩30(3)ATP不能，因為無氧呼吸也能產(chǎn)生CO2第二十一頁，共39頁。類型二種子萌發(fā)的分析【通關(guān)典例】(2013·山東高考)大豆種子萌發(fā)過程中鮮重的變化(biànhuà)曲線如圖：第二十二頁，共39頁。(1)階段Ⅰ和Ⅲ大豆種子的鮮重增加明顯，階段Ⅰ中，水進入種子胚細胞的穿(跨)膜運輸方式為。階段Ⅲ中，種子胚細胞內(nèi)水的主要存在形式是。(2)階段Ⅱ期間，大豆種子胚細胞合成(héchéng)的解除種子休眠，促進種子萌發(fā)。階段Ⅲ中根向地生長的原因是分布不均，使根的近地側(cè)生長受到。第二十三頁，共39頁。(3)若測得階段Ⅱ種子吸收O2與釋放CO2的體積比為1∶3，則此時種子胚細胞的無氧呼吸與有氧呼吸消耗葡萄糖之比為。(4)大豆幼苗在適宜條件(tiáojiàn)下進行光合作用時，若突然停止CO2供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中C5和ATP含量的變化分別為、。大田種植大豆時，“正其行，通其風”的主要目的是通過提高光合作用強度以增加產(chǎn)量。第二十四頁，共39頁?！窘忸}指南】(1)理論基礎(chǔ)：種子萌發(fā)需要的外部條件：隨自由水增多(zēnɡduō)，細胞代謝活動增強；子葉出土后進行光合作用，受外部環(huán)境因素的影響。(2)葉綠體內(nèi)C5和ATP含量變化分析：CO2停止供應(yīng)，消耗的C5減少，生成的C3減少，C3還原消耗的ATP和[H]減少。第二十五頁，共39頁?！窘馕觥勘绢}主要考查大豆種子萌發(fā)過程及幼苗階段的細胞代謝和激素調(diào)節(jié)。(1)水分子的跨膜運輸方式是自由擴散；階段Ⅲ種子新陳代謝強度比較大，細胞內(nèi)的水主要以自由水的形式存在。(2)打破種子的休眠，促進種子萌發(fā)的激素是赤霉素；根的向地性產(chǎn)生的原因是生長素的運輸受重力因素的影響，使近地側(cè)生長素濃度(nóngdù)高于遠地側(cè)生長素濃度(nóngdù)，但根對生長素較敏感，生長素濃度(nóngdù)高使根的生長受到抑制而長得慢，遠地側(cè)生長素濃度(nóngdù)低但生長得快，表現(xiàn)為根的向地性。第二十六頁，共39頁。(3)根據(jù)題意假設(shè)O2的吸收量為1mol，則CO2的釋放量為3mol，則有氧呼吸(hūxī)時：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O1661/6mol1mol1mol無氧呼吸(hūxī)時：C6H12O62C2H5OH+2CO2121mol2mol所以無氧呼吸(hūxī)消耗葡萄糖的量∶有氧呼吸(hūxī)消耗葡萄糖的量=6∶1。酶酶第二十七頁，共39頁。(4)突然停止CO2的供應(yīng)以后，導(dǎo)致CO2的固定減弱，所以消耗的C5減少，而光反應(yīng)不變，短時間內(nèi)C3還原生成C5不受影響，所以C5的含量增加；同時由于生成的C3減少，消耗光反應(yīng)中[H]和ATP的量減少，所以ATP的含量增加；“正其行，通其風”的目的是通過增加CO2濃度來增強光合作用強度以增加產(chǎn)量。答案：(1)自由擴散自由水(2)赤霉素(或GA)生長素(或IAA)抑制(yìzhì)(3)6∶1(4)升高(或增加)升高(或增加)增加CO2濃度第二十八頁，共39頁?！就P(guān)錦囊】種子萌發(fā)過程的條件及變化分析1.萌發(fā)條件：(1)外部(wàibù)條件：適宜的溫度、水分和充足的氧氣。(2)內(nèi)部條件：胚是活的，不在休眠期。2.物質(zhì)變化：(1)水分的變化：先吸脹吸水再滲透吸水，萌發(fā)前期是吸脹吸水，萌發(fā)后期是滲透吸水。種子吸水使自由水增多，代謝增強。(2)有機物變化：隨著萌發(fā)過程中種子細胞呼吸增強，細胞內(nèi)小分子有機物增多。第二十九頁，共39頁。3.干重變化：種子萌發(fā)初期，種子中的脂肪等物質(zhì)轉(zhuǎn)化和分解，進行細胞呼吸而為種子萌發(fā)提供能量，物質(zhì)消耗增多，干重下降；子葉出土后，進行光合作用，干重會逐漸(zhújiàn)升高。第三十頁，共39頁?！就P(guān)特訓(xùn)】(2013·新課標全國卷Ⅰ)某油料植物的種子中脂肪(zhīfáng)含量為種子干重的70%。為探究該植物種子萌發(fā)過程中干重及脂肪(zhīfáng)含量的變化，某研究小組將種子置于溫度、水分(蒸餾水)、通氣等條件適宜的黑暗環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢測萌發(fā)種子(含幼苗)的脂肪(zhīfáng)含量和干重。結(jié)果表明：脂肪(zhīfáng)含量逐漸減少，到第11d時減少了90%，干重變化如圖所示。第三十一頁，共39頁?；卮鹣铝袉栴}：(1)為了觀察胚乳中的脂肪，常用染液對種子胚乳切片染色，然后在顯微鏡下觀察，可見色的脂肪顆粒。(2)實驗過程中，導(dǎo)致萌發(fā)種子干重增加的主要元素是(填“C”“N”或“O”)。(3)實驗第11d后，如果要使萌發(fā)種子(含幼苗(yòumiáo))的干重增加，必須提供的條件是和。第三十二頁，共39頁?！窘馕觥勘绢}考查種子萌發(fā)及其相關(guān)物質(zhì)轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)過程，考查實驗的分析及對信息的理解運用能力。(1)脂肪的鑒定常用蘇丹Ⅲ染液，染色后的脂肪顆粒呈橘黃色，或用蘇丹Ⅳ染液，染色后的脂肪顆粒呈紅色。(2)種子在萌發(fā)的過程中，脂肪水解需要水的參與，此時水解產(chǎn)物的干重將增加，因此干重增加的元素主要是O而不是C、N。(3)由題干可知，第11d時干重減少了90%，此時如果要增加種子干重，萌發(fā)的種子此時只能通過光合作用來進行，而光合作用進行時必須提供的條件是光照和所需的礦質(zhì)元素離子。第三十三頁，共39頁。答案(dáàn)：(1)蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)橘黃(或紅)(2)O(3)光照所需的礦質(zhì)元素離子第三十四頁，共39頁。【加固訓(xùn)練】(2012·新課標全國卷)將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜(shìyí)的條件下萌發(fā)，每天定時取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結(jié)果如圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳，據(jù)圖回答下列問題。第三十五頁，共39頁。(1)萌發(fā)過程中胚乳組織中的淀粉被水解成，再通過作用(zuòyòng)為種子萌發(fā)提供能量。(2)萌發(fā)過程中在小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內(nèi)每粒種子呼吸消耗的平均干重為mg。(3)萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)