1、热点专题系列（三）光合作用(gungh-zuyng)和细胞呼吸的综合应用第一页，共30页。考查角度考查角度1 1 光合速率与呼吸速率的综合考查光合速率与呼吸速率的综合考查关于光合速率与呼吸速率的考查，在历年高考试题中多次出现，关于光合速率与呼吸速率的考查，在历年高考试题中多次出现，通常以通常以CO2CO2和和O2O2的增加量或减少量为研究对象，结合坐标曲线的增加量或减少量为研究对象，结合坐标曲线图分析光合作用与细胞呼吸的强弱，或结合实例考查有机物的图分析光合作用与细胞呼吸的强弱，或结合实例考查有机物的积累积累(jli)(jli)量与植物生长的关系。量与植物生长的关系。第二页，共30页。首先明确
2、光合速率与呼吸速率的含义首先明确光合速率与呼吸速率的含义(hny)(hny)，分析两者之间的关系，分析两者之间的关系，然后根据坐标曲线图的走势、然后根据坐标曲线图的走势、CO2CO2或或O2O2的变化量，分析光合作用和细的变化量，分析光合作用和细胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。胞呼吸综合作用的结果及在实践中的应用。第三页，共30页。1.1.明确明确(mngqu)(mngqu)呼吸速率与光合速率的表示方法呼吸速率与光合速率的表示方法典型图解：典型图解：第四页，共30页。(1)(1)呼吸速率：植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用实验容器内呼吸速率：植物置于黑暗环境时，呼吸速率常用实验容器内CO2
3、CO2的的增加量、增加量、O2O2的减少量或有机物的减少量的减少量或有机物的减少量(图中图中OAOA段段)表示。表示。(2)(2)光合速率包括净光合速率包括净(表观表观(bio un)(bio un)光合速率和真正光合速率和真正(实际实际)光合速光合速率。率。净净(表观表观(bio un)(bio un)光合速率：植物在有光条件下，净光合速率：植物在有光条件下，净(表观表观(bio un)(bio un)光合速率常用一定时间内光合速率常用一定时间内O2O2释放量、释放量、CO2CO2吸收量或有机吸收量或有机物积累量物积累量(图中图中ODOD段段)表示。表示。真正真正(实际实际)光合速率：常用一
4、定时间内光合速率：常用一定时间内O2O2产生量、产生量、CO2CO2固定量固定量(同化同化量量)或有机物生成量或有机物生成量(制造量制造量)()(图中图中ADAD段段)表示。表示。第五页，共30页。2.2.理解呼吸理解呼吸(hx)(hx)速率与光合速率的联系速率与光合速率的联系真正光合速率真正光合速率=净光合速率净光合速率+呼吸呼吸(hx)(hx)速率速率此关系式用此关系式用O2O2、CO2CO2或葡萄糖的量表示如下：或葡萄糖的量表示如下：(1)(1)光合作用产氧量光合作用产氧量=氧气释放量氧气释放量+细胞呼吸细胞呼吸(hx)(hx)耗氧量耗氧量(2)(2)光合作用固定光合作用固定CO2CO2
5、量量=CO2=CO2吸收量吸收量+细胞呼吸细胞呼吸(hx)(hx)释放释放CO2CO2量量(3)(3)光合作用葡萄糖产生量光合作用葡萄糖产生量=葡萄糖积累量葡萄糖积累量(增重部分增重部分)+)+细胞呼吸细胞呼吸(hx)(hx)消耗葡萄糖量消耗葡萄糖量第六页，共30页。3.3.研究净光合速率与植物生长的关系研究净光合速率与植物生长的关系(1)(1)当净光合速率当净光合速率0 0时，植物积累时，植物积累(jli)(jli)有机物而生长。有机物而生长。(2)(2)当净光合速率当净光合速率=0=0时，植物不能生长。时，植物不能生长。(3)(3)当净光合速率当净光合速率0 0时，植物不能生长，长时间处于
6、此状态时，时，植物不能生长，长时间处于此状态时，将会死亡。将会死亡。第七页，共30页。【高考例证【高考例证1 1】(2012(2012广东广东(gung dng)(gung dng)高考高考)荔枝叶片发育过程中，荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。净光合速率及相关指标的变化见下表。注：注：“-”-”表示未测数据。表示未测数据。叶叶片片 发育时期发育时期 叶面积叶面积(最大最大面积的面积的%)%)总叶绿总叶绿素含量素含量(mg/gfw)(mg/gfw)气孔相气孔相对开放对开放度度(%)(%)净光合速净光合速率率(mol(molCOCO2 2/m/m2 2s)s)A A 新叶展开
7、前新叶展开前 1919-2.8-2.8B B新叶展开中新叶展开中87871.11.155551.61.6C C新叶展开完成新叶展开完成1001002.92.984842.72.7D D新叶已成熟新叶已成熟10010011.111.11001005.85.8第八页，共30页。(1)B(1)B的净光合速率较低，推测原因可能的净光合速率较低，推测原因可能(knng)(knng)是：是：叶绿素含量低，叶绿素含量低，导致光能吸收不足；导致光能吸收不足；_，导致，导致_。(2)(2)将将A A、D D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A A的叶肉细的叶肉细
8、胞中，将开始积累胞中，将开始积累_；D D的叶肉细胞中，的叶肉细胞中，ATPATP含量将含量将_。(3)(3)与与A A相比，相比，D D合成生长素的能力合成生长素的能力_；与；与C C相比，相比，D D的叶肉细胞的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是的叶绿体中，数量明显增多的结构是_。(4)(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是_的结果；的结果；D D的的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是_。第九页，共30页。【解析】【解析】(1)(1)影响光合速率的因素有外因影响光合速
9、率的因素有外因(光照强度、温度、光照强度、温度、CO2CO2浓度浓度等等)和内因和内因(叶绿素的含量、酶等叶绿素的含量、酶等)，结合表格中的信息，结合表格中的信息(xnx)(xnx)可知，可知，B B组叶绿素含量为组叶绿素含量为1.1 mg/gfw1.1 mg/gfw，叶绿素含量低，气孔开放程度比较，叶绿素含量低，气孔开放程度比较低，仅为低，仅为55%55%，CO2CO2吸收量比较少，导致光合速率较低。吸收量比较少，导致光合速率较低。第十页，共30页。(2)A(2)A叶片净光合速率为叶片净光合速率为2.8 mol CO2/m2s2.8 mol CO2/m2s，即光合速率小于呼吸速，即光合速率小
10、于呼吸速率，且由于率，且由于(yuy)(yuy)是密闭容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼是密闭容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸，产生酒精。吸，产生酒精。D D叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于(yuy)(yuy)是密是密闭容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减弱，导致闭容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减弱，导致ATPATP增多。增多。第十一页，共30页。(3)(3)与成熟叶片相比与成熟叶片相比(xin b)(xin b)，幼嫩的叶是合成生长素的主要部位，幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，
11、从表中信息可知，之一；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，从表中信息可知，由于总叶绿素含量增加，因此由于总叶绿素含量增加，因此D D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒明显增的叶肉细胞的叶绿体中，基粒明显增多。多。(4)(4)细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的根本原细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。因是基因的选择性表达。答案：答案：(1)(1)气孔相对开放度低气孔相对开放度低 二氧化碳供应不足二氧化碳供应不足(2)(2)酒精酒精 增多增多 (3)(3)低低 基粒基粒(4)(4)细胞分裂细胞分裂 基因的选择性表达基因的选择性表达第十二页，共3
12、0页。考查角度考查角度2 2 光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应用光合作用与细胞呼吸相关的实验装置的分析及应用实验题一直是高考实验题一直是高考(o ko)(o ko)的热点，在历年高考的热点，在历年高考(o ko)(o ko)中中对光合作用与细胞呼吸的考查，常以实验为依托，如通过实验对光合作用与细胞呼吸的考查，常以实验为依托，如通过实验装置来测定呼吸强度、光合作用强度及细胞呼吸类型等。装置来测定呼吸强度、光合作用强度及细胞呼吸类型等。第十三页，共30页。将与光合作用和细胞呼吸有关的实验装置方面的题分类，在明确实验将与光合作用和细胞呼吸有关的实验装置方面的题分类，在明确实验原理的基础上，
13、分析相关原理的基础上，分析相关(xinggun)(xinggun)物质的变化及各装置的具体作物质的变化及各装置的具体作用。用。第十四页，共30页。1.1.提供无氧环境的实验装置提供无氧环境的实验装置(1)(1)图图1 1用水隔绝空气。用水隔绝空气。(2)(2)图图2 2用石蜡或油膜密封用石蜡或油膜密封(mfng)(mfng)玻璃容器，隔绝液体与空气。玻璃容器，隔绝液体与空气。第十五页，共30页。2.2.与与CO2CO2相对含量有关相对含量有关(yugun)(yugun)的实验装置的实验装置第十六页，共30页。(1)(1)图图3 3容器内的碳酸氢钠可放出容器内的碳酸氢钠可放出CO2CO2，保持容
14、器内，保持容器内CO2CO2浓度恒定，浓度恒定，使容器内的植物能够长时间进行光合作用。使容器内的植物能够长时间进行光合作用。(2)(2)图图4 4在容器中加入在容器中加入NaOHNaOH溶液，可以溶液，可以(ky)(ky)除去容器中的除去容器中的CO2CO2，减弱容器中植物的光合作用，或降低容器内的压力，引起玻璃减弱容器中植物的光合作用，或降低容器内的压力，引起玻璃管中液滴的移动。管中液滴的移动。(3)(3)图图5 5中中NaOHNaOH可以可以(ky)(ky)除去空气中的除去空气中的CO2CO2，澄清的石灰水能，澄清的石灰水能够检验气体中是否存在够检验气体中是否存在CO2CO2。第十七页，共
15、30页。【高考例证【高考例证2 2】(2011(2011山东高考山东高考)某兴趣小组在室温下进行了酵母菌某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸无氧呼吸(hx)(hx)的探究实验的探究实验(如图如图)。下列分析错误的是。下列分析错误的是()()第十八页，共30页。A.A.滴管中冒出气泡是反应产生滴管中冒出气泡是反应产生CO2CO2的结果的结果B.B.试管中加水的主要目的试管中加水的主要目的(md)(md)是制造无氧环境是制造无氧环境C.C.若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D.D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP
16、ATP，其余的存留在酒精，其余的存留在酒精中中第十九页，共30页。【解析】选【解析】选D D。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2CO2，所以水中气，所以水中气泡为泡为CO2CO2，故，故A A项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环境，项正确。试管中加水的主要目的是制造无氧环境，故故B B项正确。若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性降低，反项正确。若试管中的水换成冷水，温度下降，酶活性降低，反应速率下降，气泡减少，故应速率下降，气泡减少，故C C项正确。被分解的葡萄糖中的能量一项正确。被分解的葡萄糖中的能量一部分以热能的形式部分以热能的形式(xngsh)(xng
17、sh)散失，一部分转移至散失，一部分转移至ATPATP，其余的存，其余的存留在酒精中，故留在酒精中，故D D项错误。项错误。第二十页，共30页。1.1.下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述述(xsh)(xsh)中不正确的是中不正确的是()()第二十一页，共30页。A.aA.a点叶肉细胞产生点叶肉细胞产生ATPATP的细胞器只有线粒体的细胞器只有线粒体B.bB.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等(xingdng)(xingdng)C.C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为已知某植
18、物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 25 和和30 30，如图表示该植物处于，如图表示该植物处于25 25 环境中，则将温度提高到环境中，则将温度提高到30 30 时，时，a a点上移，点上移，b b点左移，点左移，d d点下移点下移D.D.当植物缺镁时，当植物缺镁时，b b点将向右移点将向右移第二十二页，共30页。【解析】选【解析】选C C。a a点时光照强度为零，叶肉细胞只进行细胞呼吸点时光照强度为零，叶肉细胞只进行细胞呼吸(hx)(hx)，由细胞质基质和线粒体产生由细胞质基质和线粒体产生ATPATP；b b点时植物释放点时植物释放O2O2与吸收与吸收O2O2量相等，均量相等，均为为0
19、 0，光合作用强度与细胞呼吸，光合作用强度与细胞呼吸(hx)(hx)强度相等；该植物由强度相等；该植物由25 25 提高到提高到30 30 时，细胞呼吸时，细胞呼吸(hx)(hx)增强，光合作用减弱，则增强，光合作用减弱，则a a点上移，点上移，b b点右移，点右移，d d点上移；镁是合成叶绿素的原料，当植物缺镁时，光合作用相对较弱，点上移；镁是合成叶绿素的原料，当植物缺镁时，光合作用相对较弱，则则b b点将向右移。点将向右移。第二十三页，共30页。2.2.在外界环境条件恒定时，用下图装置测定种子萌发时的细胞在外界环境条件恒定时，用下图装置测定种子萌发时的细胞呼吸类型呼吸类型(假设呼吸底物全部
20、为葡萄糖假设呼吸底物全部为葡萄糖)，实验开始时关闭两装，实验开始时关闭两装置活塞置活塞(husi)(husi)，在，在25 25 下经过下经过20 min20 min后观察红色液滴的移后观察红色液滴的移动情况，下列对实验结果的分析中错误的是动情况，下列对实验结果的分析中错误的是()()第二十四页，共30页。A.A.若装置若装置1 1的红色液滴左移，装置的红色液滴左移，装置2 2的红色液滴不移动，则说明的红色液滴不移动，则说明此时萌发的种子只进行有氧呼吸此时萌发的种子只进行有氧呼吸B.B.若装置若装置1 1的红色液滴左移，装置的红色液滴左移，装置2 2的红色液滴右移，则说明此的红色液滴右移，则说
21、明此时萌发的种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸时萌发的种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸C.C.装置装置1 1的红色液滴向左移动的体积的红色液滴向左移动的体积(tj)(tj)是呼吸作用消耗是呼吸作用消耗O2O2的体积的体积(tj)(tj)D.D.装置装置2 2的红色液滴向右移动的体积的红色液滴向右移动的体积(tj)(tj)是有氧呼吸释放是有氧呼吸释放CO2CO2的体积的体积(tj)(tj)第二十五页，共30页。【解析】选【解析】选D D。装置。装置1 1中中NaOHNaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2CO2，因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降
22、引起的；因此红色液滴向左移动是由氧气的消耗使瓶内气压下降引起的；如果装置如果装置2 2中红色液滴不移动，说明细胞呼吸产生的中红色液滴不移动，说明细胞呼吸产生的CO2CO2的量与消的量与消耗耗O2O2的量相等，则种子只进行有氧呼吸。如果装置的量相等，则种子只进行有氧呼吸。如果装置2 2的红色液滴右的红色液滴右移，说明此时移，说明此时(c sh)(c sh)无氧呼吸产生的无氧呼吸产生的CO2CO2使瓶内的气压升高，则使瓶内的气压升高，则此时此时(c sh)(c sh)种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1 1中种中种子进行有氧呼吸，产生的子进行有氧呼吸，
23、产生的CO2CO2被被NaOHNaOH溶液吸收，红色液滴向左移动溶液吸收，红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗的体积是呼吸作用消耗O2O2的体积。有氧呼吸消耗的体积。有氧呼吸消耗O2O2的体积等于释的体积等于释放放CO2CO2的体积，无氧呼吸只释放的体积，无氧呼吸只释放CO2CO2不消耗不消耗O2O2。装置。装置2 2的红色液滴向的红色液滴向右移动的体积是产生右移动的体积是产生CO2CO2与消耗与消耗O2O2的差值，即无氧呼吸释放的差值，即无氧呼吸释放CO2CO2量。量。第二十六页，共30页。3.3.下图甲曲线表示某植物在恒温下图甲曲线表示某植物在恒温30 30 时光合速率与光照强度的关系，时
24、光合速率与光照强度的关系，图乙是某同学图乙是某同学“探究探究(tnji)(tnji)影响植物光合速率的因素影响植物光合速率的因素”的实验装置的实验装置图。试回答：图。试回答：第二十七页，共30页。(1)(1)图甲曲线中，当光照强度为图甲曲线中，当光照强度为X X时，叶肉细胞中产生时，叶肉细胞中产生ATPATP的场所有的场所有_。(2)(2)图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是图乙装置中隔在灯与试管之间盛水玻璃柱的作用是_。(3)(3)若实验中每隔若实验中每隔5 min5 min改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着改变一次试管与玻璃柱之间的距离，随着距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一
25、结果的原因是：距离的增加，气泡产生速率下降，产生这一结果的原因是：_；_。(4)(4)为了为了(wi le)(wi le)探究光照强度对光合速率的影响，利用图乙装置探究光照强度对光合速率的影响，利用图乙装置进行实验的设计思路是：进行实验的设计思路是：_。第二十八页，共30页。【解析】【解析】(1)(1)甲图中当光照强度为甲图中当光照强度为X X时，光合速率最快，叶肉细时，光合速率最快，叶肉细胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，所以产生胞既进行光合作用，又进行细胞呼吸，所以产生ATPATP的场所是的场所是细胞质基质、叶绿体、线粒体。细胞质基质、叶绿体、线粒体。(2)(2)图乙探究图乙探究(tnji
26、)(tnji)的是影响植物光合速率的因素，温度是的是影响植物光合速率的因素，温度是本实验的无关变量，所以盛水玻璃柱的作用是用来吸收灯光的本实验的无关变量，所以盛水玻璃柱的作用是用来吸收灯光的热量，避免灯光对试管内水温的影响。热量，避免灯光对试管内水温的影响。(3)(3)试管与玻璃柱之间距离增大，光照强度减弱，或者水中的试管与玻璃柱之间距离增大，光照强度减弱，或者水中的CO2CO2含量下降，使光合作用产生的含量下降，使光合作用产生的O2O2减少，气泡产生的速率下减少，气泡产生的速率下降。降。(4)(4)设计光照强度影响光合速率的实验，要遵循单一变量设计光照强度影响光合速率的实验，要遵循单一变量原
27、则、对照原则和等量原则，如多组相同装置作为对照等。原则、对照原则和等量原则，如多组相同装置作为对照等。第二十九页，共30页。答案：答案：(1)(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体细胞质基质、线粒体和叶绿体(2)(2)吸收吸收(xshu)(xshu)灯光的热量，避免灯光对试管内水温的影响灯光的热量，避免灯光对试管内水温的影响(3)(3)光照强度减弱，光合作用产生的光照强度减弱，光合作用产生的O2O2减少减少水中水中CO2CO2含量逐渐下降，光合作用产生的含量逐渐下降，光合作用产生的O2O2减少减少(4)(4)用多组相同装置，只更换大小不同的灯泡或只改变试管与光源之间的用多组相同装置，只更换大小不同的灯泡或只改变试管与光源之间的距离，进行对照实验距离，进行对照实验第三十页，共30页。
