高三一轮复习生物导学案微专题光合作用与细胞呼吸综合提升(含三率测定)

微专题光合作用与细胞呼吸综合提升(含三率测定)题型一、光合作用与细胞呼吸的内在关系辨析1.光合氧呼吸的区别比较项目光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能稳定的化学能(储能)稳定的化学能ATP中活跃的化学能及热能(放能)实质合成有机物,储存能量分解有机物、释放能量,供细胞利用场所叶绿体细胞质基质、线粒体条件只在光下进行有光、无光都能进行2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系(1)过程联系(2)物质联系(3)能量联系3.光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP的来源与去路专项训练1.(2022四川绵阳三诊)细胞呼吸和光合作用过程中时刻进行着物质和能量代谢。下列关于细胞呼吸和光合作用过程中,[H]、ATP的产生和消耗的相关叙述,错误的是()A.无氧呼吸的第一阶段产生[H],产生ATPB.有氧呼吸的第三阶段消耗[H],产生ATPC.光合作用光反应阶段产生[H],消耗ATPD.光合作用暗反应阶段消耗[H],消耗ATP2.下图表示植物某个叶肉细胞代谢的过程,下列有关说法正确的是()A.鲁宾和卡尔文用同位素标记法证明了②过程释放的氧气来自水B.当②过程产生氧气的速率和⑨过程中消耗氧气的速率相等时,说明该植物光合作用速率等于细胞呼吸速率C.红光条件下类胡萝卜素可通过②过程将光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能D.③过程所需的还原剂不可能来自⑧过程3.(2017全国Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。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。

题型二、开放和密闭环境中CO2、O2含量昼夜变化状况分析1.开放环境中植物光合速率与呼吸速率的曲线分析——特别关注24h内有机物的“制造”“消耗”与“积累”注:c时CO2含量最高,e时CO2含量最低。2.密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线分析注:(1)图中C、G两点时整棵植株的光合速率=呼吸速率,此时植株既不向外界释放CO2,也不向外界释放O2。(2)进行密闭装置中CO2变化状况描述时,务必与“初始值”作对比,只有终值小于初始值时,植物才能正常生长,否则不能正常生长。专项训练4.三倍体西瓜由于含糖量高且无子,备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()A.与11:00相比,13:00叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度5.下图是大棚番茄在24h测得的CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图,下列有关叙述错误的是()A.a时CO2释放量减少可能是温度降低使细胞呼吸减弱B.d时由于温度升高,蒸腾作用过强使气孔部分关闭,CO2供应减少C.如果N点低于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加D.番茄通过光合作用制造有机物的时间是ce段6.两株同种生长状况基本相同的植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图甲、乙所示;在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。回答下列问题。(1)AB段和CD段,引起曲线下降的主要环境因素分别是和。

(2)一昼夜中,装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是(填“甲”或“乙”)。

(3)装置甲的植物叶绿体中,在14时C3含量比10时(填“高”或“低”)。

(4)图丁中表示光合速率和呼吸速率相同的时刻是,E点到D点过程中植物体有机物含量变化过程是。

题型三、总光合速率、净光合速率、呼吸速率及相关测定1.总光合速率、净光合速率和呼吸速率的常用表示方法(1)净(表观)光合速率与实际(总)光合速率宏观与微观水平分析注:m表示CO2,n表示O2。(2)“三率”判定关键词名称呼吸速率真正(总)光合速率净光合速率主体线粒体叶绿体植物体或细胞O2吸收量(黑暗)产生量释放量有机物消耗量(黑暗)制造量积累量CO2释放量(黑暗)利用量、固定量、消耗量吸收量(3)曲线分段解读特别提醒植株≠叶肉细胞密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合作用与细胞呼吸综合影响的结果。当密闭小室中CO2(或O2)初测值与末测值相等时:2.光合作用、曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。(2)补偿点(B点)的移动①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。②细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)饱和点(C点)和D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,C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。技法点拨解答细胞呼吸、光合作用曲线综合题应特别关注的信息(1)光照强度为“0”意味着光合作用不能进行,此时气体变化量全由细胞呼吸引起,可作为呼吸强度指标。(2)光照下吸收CO2量应为净光合量。(3)光照培养阶段,密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与细胞呼吸强度间的“差值”,切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。(4)植物能否生长取决于净光合量是否大于0,而净光合量则取决于光合作用强度与细胞呼吸强度的“差值”,切不可认为光合作用加强时植物生长一定快。3.“三率”测定五种实验模型(1)模型1液滴移动法——测定细胞呼吸速率与光合速率注:①物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的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。②密闭容器中所检测出的光合作用强度为净光合作用强度,而实际光合作用强度需要结合细胞呼吸强度进行推算。(2)模型2黑白瓶法——测溶氧量的变化通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题是常见题型,掌握常见的“黑白瓶”问题的测定原理,是解答此类试题的关键。具体方法如下:①“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。总光合作用量(强度)=净光合作用量(强度)+有氧呼吸量(强度)。②有初始值的情况下,黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。③在没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量黑瓶中测得的现有量=总光合作用量。(3)模型3半叶法——测定光合作用有机物的产生量将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值,曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值,综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。(4)模型4叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,下图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率=(zy)/2S;呼吸速率=(xy)/2S;总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(x+z2y)/2S。(5)模型5叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气,充以水分,使叶片沉于水中;在光合作用过程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用强度的大小。专项训练7.[“三率”及关键点的移动]分析下面有关光合作用和细胞呼吸的曲线图,相关说法正确的是()A.图甲中显著提高CO2浓度,B点将大幅度右移B.图乙中温度提升到t1时,有机物积累速率达最大值C.图丙中20℃和45℃时,CO2同化速率相近的原因不相同D.图乙中t2之后植物将停止生长8.[半叶法测“三率”]如图所示,将对称叶片左侧遮光,右侧曝光,并采用适当的方法阻止两部分之间的物质和能量的转移。在适宜光照下照射12h后,从两侧截取同等单位面积的小圆叶片,烘干称重,质量分别记为a和b(单位:g)。下列叙述正确的是()A.a/12所代表的是该小圆叶片的呼吸速率B.b/12所代表的是该小圆叶片的光合速率C.(b+a)/12所代表的是该小圆叶片的真正光合速率D.(ba)/12所代表的是该小圆叶片的真正光合速率9.[叶片称重法测“三率”](2022湖北部分重点中学9月联考)某生物兴趣小组欲测定温度对植物光合速率的影响,他们将生长状况相同的同种植物随机均分为4组进行实验,在不同的温度下测定叶片质量变化(均考虑为有机物的质量变化)。如图表示在不同温度下,测定该种植物叶片质量变化情况的操作流程及结果。下列说法错误的是()A.从操作流程分析,该植物的呼吸速率可表示为Xmg/hB.从操作流程分析,该植物的总光合速率可表示为(2X+Y)mg/hC.从实验结果分析,随温度升高,总光合速率先升高后下降D.在14℃下维持10h光照后进行10h黑暗,该植物叶片会增重30mg10.[液滴移动法测“三率”](2022湖北黄冈期中)利用如图所示装置可探究某生存状态良好的绿色植物的生理作用。假如该植物光合作用的产物和细胞呼吸的底物均为葡萄糖,且不能进行产生乳酸的无氧呼吸(忽略装置内其他微生物的干扰)。下列相关叙述正确的是()A.若要验证该植物在光下释放O2,应将装置二和三分别放在黑暗和光照条件下B.若要验证CO2是植物进行光合作用的必需原料,应选择装置一和装置三C.光照条件下,装置一、三中红色液滴移动的距离分别表示O2吸收量和O2生成量D.黑暗条件下,若装置一、二中的红色液滴均不移动,则该植物只进行有氧呼吸11.[黑白瓶法测定光合速率、呼吸速率](2019全国Ⅱ节选)回答下列与生态系统相关的问题。通常,对于一个水生生态系统来说,可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量(生产者所制造的有机物总量)。若要测定