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1、第2讲 光合作用和细胞呼吸【基础回顾基础回顾】一、有氧呼吸与无氧呼吸一、有氧呼吸与无氧呼吸1.1.有氧呼吸过程有氧呼吸过程细胞质基质细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6 酶酶 丙酮酸丙酮酸+H+H少量少量线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜少量少量大量大量丙酮酸丙酮酸+H+H2 2O O 酶酶 COCO2 2 +H+HH+OH+O2 2 酶酶 H H2 2O O2.2.呼吸方式判别呼吸方式判别(1)(1)根据原料判断：根据原料判断：消耗消耗O O2 2_呼吸呼吸(2)(2)根据产物判断：根据产物判断：有有H H2 2O O生成生成_呼吸呼吸 无无COCO2 2产生产生只进行只进
2、行_呼吸呼吸( (产物为产物为_)_) CO CO2 2产生量产生量O O2 2消耗量消耗量只进行只进行_呼吸呼吸 COCO2 2产生量产生量O O2 2消耗量消耗量既进行既进行_呼吸，呼吸， 又进行又进行_呼吸呼吸有氧有氧有氧有氧是否是否产生产生COCO2 2有有COCO2 2生成生成无氧无氧乳酸乳酸有氧有氧有氧有氧无氧无氧产生产生 酒精量酒精量COCO2 2量量进行进行_呼吸呼吸 酒精酒精 酒精量酒精量COCO2 2量量既进行既进行_呼吸，又进行呼吸，又进行_呼吸呼吸产生产生 产生乳酸不产生产生乳酸不产生COCO2 2只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸 乳酸乳酸 产生乳酸和产生乳酸和COCO2
3、2既进行既进行_呼吸，又进行呼吸，又进行_呼吸呼吸 无氧无氧有氧有氧无氧无氧无氧无氧有氧有氧二、光合作用二、光合作用1.1.填出叶绿体的结构名称填出叶绿体的结构名称 外膜外膜 基粒基粒 基质基质 内膜内膜 2.2.光合作用的过程光合作用的过程叶绿体类囊体膜叶绿体类囊体膜H+OH+O2 2ATPATP活跃的化学能活跃的化学能叶绿体基质叶绿体基质(CH(CH2 2O)O)C C3 3ADP+PiADP+Pi+ +能量能量稳定稳定【易错判断易错判断】1.(20121.(2012福建福建T1D) T1D) 叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。( )( )【提示提示】叶片
4、黄化，说明叶片缺少叶绿素，叶绿素主要吸收红叶片黄化，说明叶片缺少叶绿素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄光和蓝紫光，剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，因此叶片黄化，叶绿体对红光的吸收减少。化，叶绿体对红光的吸收减少。2.(20122.(2012全国卷全国卷T2B)T2B)叶绿体在光下和黑暗中均能合成叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATPATP。( )( )【提示提示】在光合作用的光反应阶段产生在光合作用的光反应阶段产生ATPATP，暗反应阶段消耗，暗反应阶段消耗ATPATP，叶绿体合成，叶绿体合成ATPATP需要光。需要光。3.(20113.(2011海南海南T
5、12D)T12D)红枫液泡中色素吸收的光能用于光合作红枫液泡中色素吸收的光能用于光合作用。用。( )( )【提示提示】液泡中的色素不能吸收光能用于光合作用，吸收光能液泡中的色素不能吸收光能用于光合作用，吸收光能用于光合作用的色素只能是位于叶绿体的类囊体薄膜上的色用于光合作用的色素只能是位于叶绿体的类囊体薄膜上的色素。素。4.(20104.(2010新课标全国卷新课标全国卷T2B)T2B)有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的H H在线粒体基在线粒体基质中与氧结合生成水。质中与氧结合生成水。( )( )【提示提示】有氧呼吸前两个阶段产生的有氧呼吸前两个阶段产生的H H在线粒体内膜上与在线粒体内膜上与氧结合
6、生成水。氧结合生成水。5.(20115.(2011海南海南T3C)T3C)破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖。( )( )【提示提示】破伤风杆菌属于厌氧菌，在有氧条件下，其繁殖受抑破伤风杆菌属于厌氧菌，在有氧条件下，其繁殖受抑制。制。6.(20116.(2011浙江浙江T1C)T1C)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短。要原因是光照时间缩短。( )( )【提示提示】植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度弱，气植物在冬季光合速率低的主要原因是光照强度弱，气温低。温低。7.(20117.(2011新课标全国
7、卷新课标全国卷T3B)T3B)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，光反应强度和暗反应强度都降低。一段时间后，光反应强度和暗反应强度都降低。( )( )【提示提示】由于叶绿素的合成需要镁元素，故在缺镁的培养液中由于叶绿素的合成需要镁元素，故在缺镁的培养液中番茄幼苗叶绿素合成受影响，所以光反应强度降低，导致番茄幼苗叶绿素合成受影响，所以光反应强度降低，导致H H和和ATPATP含量下降，进而使暗反应强度也跟着降低。含量下降，进而使暗反应强度也跟着降低。8.(20108.(2010北京北京T2B)T2B)乳酸菌在细胞质基质中产生乳酸。乳酸菌在细胞质基质中产生乳酸。(
8、)( )【提示提示】乳酸菌进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生乳酸。乳酸菌进行无氧呼吸，在细胞质基质中产生乳酸。9.(20109.(2010海南海南T4A)T4A)光反应为暗反应提供的物质是光反应为暗反应提供的物质是H H和和H H2 2O O。( )( )【提示提示】光反应产生光反应产生ATPATP，为暗反应提供能量；合成，为暗反应提供能量；合成H H，为，为暗反应提供还原剂。暗反应提供还原剂。10.(201010.(2010天津天津T1A)T1A)在叶肉细胞中，在叶肉细胞中，COCO2 2的固定和产生场所分别的固定和产生场所分别是叶绿体基质和线粒体内膜。是叶绿体基质和线粒体内膜。( )( )【
9、提示提示】COCO2 2的固定发生在暗反应阶段，场所为叶绿体基质的固定发生在暗反应阶段，场所为叶绿体基质;CO;CO2 2的产生发生在有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质。的产生发生在有氧呼吸的第二阶段，场所为线粒体基质。【核心自查核心自查】1.1.光合作用和细胞呼吸中的物质循环和能量流动光合作用和细胞呼吸中的物质循环和能量流动(1)(1)H H的来源及去路分析：的来源及去路分析： (2)C(2)C和和O O的转化：的转化：C C的转移途径：的转移途径：O O的转移途径：的转移途径：(3)ATP(3)ATP的来源及去路分析：的来源及去路分析：( (4 4) )光合作用和细胞呼吸中的能量流动：光
10、合作用和细胞呼吸中的能量流动： 2.2.影响光合作用的因素影响光合作用的因素(1)(1)光照强度：光照强度：原理：影响光反应阶段原理：影响光反应阶段ATPATP及及H H的产生，进而影响暗反应。的产生，进而影响暗反应。图像：图像：欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点。欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点。应用：延长光合作用时间。通过轮作，延长全年内单位土地应用：延长光合作用时间。通过轮作，延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。面积上绿色植物进行光合作用的时间。(2)(2)二氧化碳浓度：二氧化碳浓度：原理：影响暗反应阶段，影响原理：影响暗反应阶段，影响C C3 3生成。生成
11、。图像：图像：大气中大气中COCO2 2浓度过低时浓度过低时(OA(OA段段) )，植物无法进行光合作用。，植物无法进行光合作用。应应用用：大大田田中中增增加加空空气气流流动动，以以增增加加COCO2 2浓浓度度；温温室室中中可可增增施施有机肥，以增大有机肥，以增大COCO2 2浓度。浓度。(3)(3)温度：温度：原理：通过影响酶活性进而影响光合作用原理：通过影响酶活性进而影响光合作用( (主要影响暗反应主要影响暗反应) )。图像：图像：应应用用：大大田田中中适适时时播播种种；温温室室中中，增增加加昼昼夜夜温温差差，保保证证植植物物有机物的积累。有机物的积累。(4)(4)必需矿质元素：必需矿质
12、元素：原原理理：通通过过影影响响参参与与合合成成与与光光合合作作用用相相关关的的化化合合物物，对对光光合合作用造成直接或间接影响，如作用造成直接或间接影响，如K+K+可影响光合产物的运输和积累。可影响光合产物的运输和积累。图像：图像：应应用用：合合理理施施肥肥促促进进叶叶面面积积增增大大，提提高高酶酶合合成成速速率率，增增加加光光合合作作用用速速率率。施施用用有有机机肥肥，微微生生物物分分解解后后既既可可补补充充COCO2 2又又可可提提供供各种矿质元素。各种矿质元素。3.3.影响因素骤变时物质的量的变化影响因素骤变时物质的量的变化4.4.光合作用与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律光合作用
13、与细胞呼吸在不同光照条件下气体变化规律(1)(1)黑暗状态时，植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。黑暗状态时，植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用。此此状状态态下下，植植物物从从外外界界吸吸收收O O2 2，并并将将细细胞胞呼呼吸吸产产生生的的COCO2 2释释放放到到体外，如图甲所示。体外，如图甲所示。(2)(2)弱光情况下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。弱光情况下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸。细胞呼吸速率大于光合作用速率时，此状态下，植物的气体细胞呼吸速率大于光合作用速率时，此状态下，植物的气体代谢特点与黑暗情况下相同。但吸收代谢特点与黑暗情况下相同。但吸收O O2 2量与放出量与放出
14、COCO2 2量相比较少量相比较少( (如图乙如图乙) )。细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：。细胞呼吸相对强度可用如下三种方式表示：a.a.用用COCO2 2释放量表示：释放量表示：N N1 1=N=N2 2-N-N；b.b.用用O O2 2吸收量表示：吸收量表示：m m2 2=m=m1 1-m-m；c.c.用植物干重用植物干重( (有机物有机物) )减少量表示。减少量表示。细胞呼吸速率等于光合作用速率时，植物与外界不进行气体细胞呼吸速率等于光合作用速率时，植物与外界不进行气体交换，即没有交换，即没有O O2 2和和COCO2 2的吸收与释放的吸收与释放( (如图丙如图丙) )。此时表现
15、为呼吸。此时表现为呼吸速率或光合速率等于速率或光合速率等于0 0。(3)(3)较较强强光光照照时时，植植物物同同时时进进行行光光合合作作用用和和细细胞胞呼呼吸吸，且且光光合合作用速率大于细胞呼吸速率作用速率大于细胞呼吸速率气体代谢特点气体代谢特点( (如图丁如图丁) )：植物光合作用所利用的植物光合作用所利用的COCO2 2( (用用N N表示表示) )除来自植物自身细胞呼吸除来自植物自身细胞呼吸(N(N2 2) )之外，之外，不足部分来自外界不足部分来自外界(N(N1 1) )；植物；植物光合作用产生的氧气光合作用产生的氧气(m)(m)除用于除用于自自身身细细胞胞呼呼吸吸(m(m1 1) )
16、之之外外，其其余余氧氧气气释释放放到到周周围围环环境境中中(m(m2 2) )。分分析图可知：析图可知：N=NN=N1 1+N+N2 2，m=mm=m1 1+m+m2 2。光合作用相对强度的表示方法：光合作用相对强度的表示方法：用用O O2 2释放量释放量( (或容器中或容器中O O2 2的增加量的增加量) )表示：表示：m m2 2=m-m=m-m1 1；用用COCO2 2吸收量吸收量( (或容器中或容器中COCO2 2的减少量的减少量) )表示：表示：N N1 1=N-N=N-N2 2；用植物干；用植物干重重( (有机物有机物) )的增加量表示。的增加量表示。 5.5.光合作用与细胞呼吸的
17、相关测定光合作用与细胞呼吸的相关测定(1)(1)光合作用速率表示方法：光合作用速率表示方法：通通常常以以一一定定时时间间内内COCO2 2等等原原料料的的消消耗耗量量或或O O2 2、(CH(CH2 2O)O)等等产产物物的的生生成成量量来来表表示示。但但由由于于测测量量时时的的实实际际情情况况，光光合合作作用用速速率率又又分分为为表观光合速率和真正光合速率。表观光合速率和真正光合速率。(2)(2)表观光合速率与真正光合速率的辨别：表观光合速率与真正光合速率的辨别：在在有有光光条条件件下下，植植物物同同时时进进行行光光合合作作用用和和细细胞胞呼呼吸吸，实实验验容容器器中中O O2 2增增加加量
18、量、COCO2 2减减少少量量或或有有机机物物的的增增加加量量，称称为为表表观观光光合合速速率率，而植物真正光合速率而植物真正光合速率= =表观光合速率表观光合速率+ +呼吸速率。如图所示：呼吸速率。如图所示：(3)(3)表观光合速率与真正光合速率的判定：表观光合速率与真正光合速率的判定：若若为为坐坐标标曲曲线线形形式式，当当光光照照强强度度为为0 0时时，COCO2 2吸吸收收值值为为0 0，则则为为表观光合速率，若是负值则为真正表观光合速率，若是负值则为真正( (实际实际) )光合速率。光合速率。若若所所给给数数值值为为有有光光条条件件下下绿绿色色植植物物的的测测定定值值，则则为为表表观观
19、光光合合速率。速率。有有机机物物积积累累量量一一般般为为表表观观光光合合速速率率，制制造造量量一一般般为为真真正正( (实实际际) )光合速率。光合速率。(4)(4)呼吸速率：呼吸速率：将将植植物物置置于于黑黑暗暗中中，实实验验容容器器中中COCO2 2增增加加量量、O O2 2减减少少量量或或有有机机物物减少量都可表示呼吸速率。减少量都可表示呼吸速率。(5)(5)有机物积累量的表示方法：有机物积累量的表示方法：一昼夜有机物的积累量一昼夜有机物的积累量( (用用COCO2 2的量表示的量表示) )可用下式表示：可用下式表示：积累量积累量= =白天从外界吸收的白天从外界吸收的COCO2 2量量-
20、 -晚上呼吸释放的晚上呼吸释放的COCO2 2量。量。(6)(6)表观表观( (净净) )光合速率的测定方法光合速率的测定方法( (如图如图) )：NaHCONaHCO3 3溶溶液液作作用用：玻玻璃璃瓶瓶中中的的NaHCONaHCO3 3溶溶液液保保证证了了容容器器内内COCO2 2浓浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。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：植物光合作用植物光合速率指标：植物光合作用释放氧气，使容器内气体压强增大，释放氧气，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右移的体积即是表观(
21、(净净) )光合光合速率。速率。条件：整个装置必须置于光下。条件：整个装置必须置于光下。 【热点考向热点考向1 1】 细胞呼吸细胞呼吸高考频次高考频次3 3年年2323考考 预测指数预测指数【典题训练典题训练1 1】(2011(2011海南高考海南高考) )细胞内糖分解代谢过程如图，细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是下列叙述错误的是( )( )A.A.植物细胞能进行过程植物细胞能进行过程和和或过程或过程和和B.B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程真核细胞的细胞质基质中能进行过程和和C.C.动物细胞内，过程动物细胞内，过程比过程比过程释放的能量多释放的能量多D.D.乳酸菌细胞内，过程乳酸
22、菌细胞内，过程产生产生H H，过程，过程消耗消耗H H【解解题题指指导导】解解答答本本题题的的突突破破点点是是根根据据各各阶阶段段的的产产物物判判断断分别属于细胞呼吸的哪个阶段。分别属于细胞呼吸的哪个阶段。【解解析析】选选B B。分分析析图图解解可可知知，过过程程为为细细胞胞呼呼吸吸的的第第一一阶阶段段，过过程程属属于于无无氧氧呼呼吸吸的的第第二二阶阶段段，过过程程指指有有氧氧呼呼吸吸的的第第二二、三三阶阶段段，发发生生在在线线粒粒体体中中。有有些些植植物物无无氧氧呼呼吸吸产产物物是是酒酒精精和和二二氧氧化化碳碳，有有些些植植物物无无氧氧呼呼吸吸产产物物是是乳乳酸酸。过过程程比比过过程程释释放
23、放的的能能量量多多。乳乳酸酸菌菌只只能能进进行行无无氧氧呼呼吸吸，在在第第一一阶阶段段产产生生丙丙酮酮酸酸和和H H，第第二二阶阶段段消消耗耗H H，因因此此过过程程产产生生H H，过过程程消耗消耗H H。【思维拓展思维拓展】(1)(1)为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？提提示示：主主要要是是因因为为细细胞胞中中所所含含的的酶酶不不同同。动动物物和和人人无无氧氧呼呼吸吸的的产物是乳酸。产物是乳酸。(2)(2)陆陆生生植植物物的的根根部部如如果果较较长长时时间间遭遭受受水水淹淹，则则会会通通过过图图中中哪哪些过程产能？些过程产能？提提示示：通通常常陆陆生生植植物
24、物根根部部长长时时间间遭遭受受水水淹淹会会通通过过、过过程程完完成呼吸，在这两个过程中成呼吸，在这两个过程中能释放较少能量。能释放较少能量。【归纳总结归纳总结】有氧呼吸与无氧呼吸过程的比较有氧呼吸与无氧呼吸过程的比较【热点考向热点考向2 2】 光合作用光合作用高考频次高考频次3 3年年2626考考 预测指数预测指数角度一：提取和分离叶绿体中的色素角度一：提取和分离叶绿体中的色素【典题训练典题训练2 2】(2012(2012上海高考上海高考) )如图表示叶绿体色素提取分如图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜
25、色为( )( )A.A.红色红色 B.B.黄色黄色 C.C.绿色绿色 D.D.紫色紫色【解解题题指指导导】解解答答本本题题时时需需根根据据色色素素带带与与点点样样处处距距离离判判断断四四种种色色素素的的名名称称；然然后后明明确确叶叶片片颜颜色色与与叶叶绿绿素素和和类类胡胡萝萝卜卜素素之之间间的的比例关系。比例关系。【解解析析】选选B B。叶叶绿绿体体色色素素提提取取分分离离实实验验中中，在在滤滤纸纸条条上上，从从上上往往下下( (距距离离点点样样处处由由远远到到近近) )的的色色素素依依次次是是：胡胡萝萝卜卜素素、叶叶黄黄素素、叶叶绿绿素素a a、叶叶绿绿素素b b。而而从从图图可可看看出出，
26、胡胡萝萝卜卜素素、叶叶黄黄素素含含量明显高于叶绿素量明显高于叶绿素a a、叶绿素、叶绿素b b，故叶片呈黄色，故叶片呈黄色，B B正确。正确。【思维拓展思维拓展】(1)(1)色素带中的四种色素主要吸收什么光？色素带中的四种色素主要吸收什么光？提示：提示：叶绿素叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和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。叶黄素主要吸收蓝紫光。(2)(2)色素提取和分离的原理分别是什么？色素提取和分离的原理分别是什么？提示：提示：提取原理：色素能溶解在有机溶剂提取原理：色素能溶解在有机溶剂( (如丙酮如丙酮) )中；中；分离原理：色素在层
27、析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析分离原理：色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。液在滤纸上扩散得快。【归纳总结归纳总结】(1)(1)实验中几种化学物质的作用：实验中几种化学物质的作用：丙酮作为提取液，可溶解绿叶中的色素。丙酮作为提取液，可溶解绿叶中的色素。层析液用于分离色素。层析液用于分离色素。二氧化硅二氧化硅( (石英砂石英砂) )破坏细胞结构，有助于研磨充分。破坏细胞结构，有助于研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。(2)(2)纸层析结果分析：纸层析结果分析：色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。色素带的
28、条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。量越多。色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快说明溶解度越大。大。相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素的是叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b。色素带最宽的是叶绿素色素带最宽的是叶绿素a a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b b比叶比叶黄素稍宽。黄素稍宽。角度二：光合作用与细胞呼吸的关系角度
29、二：光合作用与细胞呼吸的关系【典典题题训训练练3 3】(2012(2012山山东东高高考考) )夏夏季季晴晴朗朗的的一一天天，甲甲、乙乙两两株株同同种种植植物物在在相相同同条条件件下下COCO2 2吸吸收收速速率率的的变变化化如如图图所所示示。下下列列说说法正确的是法正确的是( )( )A.A.甲植株在甲植株在a a点开始进行光合作用点开始进行光合作用B.B.乙植株在乙植株在e e点有机物积累量最多点有机物积累量最多C.C.曲线曲线b bc c段和段和d de e段下降的原段下降的原因相同因相同D.D.两曲线两曲线b bd d段不同的原因可能段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭是甲植株气孔无法
30、关闭【解题指导解题指导】解答本题需注意：解答本题需注意：(1)(1)曲线与横坐标的交点表示光合作用速率等于呼吸作用速率；曲线与横坐标的交点表示光合作用速率等于呼吸作用速率；(2)(2)明确明确bcbc段下降的原因是光合作用的原料段下降的原因是光合作用的原料COCO2 2减少。减少。【解析解析】选选D D。A A错误，分析图示可知，这一天的错误，分析图示可知，这一天的6 6：0000时时( (甲曲甲曲线的线的a a点点) )和和1818：0000时左右，甲、乙两植物光合作用吸收时左右，甲、乙两植物光合作用吸收COCO2 2的速的速率和呼吸作用释放率和呼吸作用释放COCO2 2的速率相等。在的速率
31、相等。在6 6：0000之前，甲、乙两植之前，甲、乙两植物的光合作用已经开始，但光合作用比细胞呼吸弱；物的光合作用已经开始，但光合作用比细胞呼吸弱；B B错误，错误，在在1818时后，甲、乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸速时后，甲、乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸速率，有机物的积累量最多的时刻应为率，有机物的积累量最多的时刻应为1818：0000，e e点时有机物的点时有机物的积累量已经减少；积累量已经减少；C C错误，图示曲线的错误，图示曲线的b bc c段下降的主要原因段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内二氧化碳浓度降低，是气孔部分关闭导致叶内二氧化碳浓度降低，d de e段
32、下降的原段下降的原因是光照强度减弱，光反应产生因是光照强度减弱，光反应产生H H和和ATPATP的速率减慢。这两的速率减慢。这两段下降的原因不相同；段下降的原因不相同；D D正确，正确，b bd d段，乙曲线的变化为植物段，乙曲线的变化为植物的的“午休现象午休现象”，是气孔部分关闭导致了叶内二氧化碳浓度降，是气孔部分关闭导致了叶内二氧化碳浓度降低，甲植物可能不存在低，甲植物可能不存在“午休现象午休现象”或气孔关闭程度很小或气或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭。孔无法关闭。【思维拓展思维拓展】请用坐标图描绘在相对密闭的环境中，一昼夜请用坐标图描绘在相对密闭的环境中，一昼夜COCO2 2含量的变化。
33、含量的变化。提示：提示：如图所示：如图所示：分析：分析：COCO2 2的含量最高点为的含量最高点为c c点，点，COCO2 2的含量最低点为的含量最低点为e e点。点。经过一昼夜如果经过一昼夜如果N NM M，则植物体内的有机物总量不变；，则植物体内的有机物总量不变；NMNM，则植物体内的有机物总量增加；，则植物体内的有机物总量增加；N NM M，则植物体内的有机物，则植物体内的有机物总量减少。总量减少。【归纳总结归纳总结】曲线分析植物光合作用与呼吸作用的关系曲线分析植物光合作用与呼吸作用的关系(1)(1)夏季的一天中夏季的一天中COCO2 2吸收和释放变化曲线图剖析吸收和释放变化曲线图剖析(
34、 (如图如图) )：a a点：凌晨点：凌晨3 3时时4 4时，温度降低，呼吸作用减弱，时，温度降低，呼吸作用减弱，COCO2 2释放减少；释放减少；b b点：上午点：上午6 6时左右，太阳出来，开始进行光合作用；时左右，太阳出来，开始进行光合作用；bcbc段：光合作用小于呼吸作用；段：光合作用小于呼吸作用；c c点：上午点：上午7 7时左右，光合作用等于呼吸作用；时左右，光合作用等于呼吸作用；cece段：光合作用大于呼吸作用；段：光合作用大于呼吸作用；d d点：温度过高，部分气孔关闭，出现点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休现象午休现象”；e e点：下午点：下午6 6时左右，光合作用等于呼吸
35、作用；时左右，光合作用等于呼吸作用；efef段：光合作用小于呼吸作用；段：光合作用小于呼吸作用；fgfg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。(2)(2)有关有机物情况的分析有关有机物情况的分析( (如图如图) )：cece段：积累有机物时间段；段：积累有机物时间段；bfbf段：制造有机物时间段；段：制造有机物时间段；e e点：一天中有机物积累量最多的时间点；点：一天中有机物积累量最多的时间点；S Sp p-S-SM M-S-SN N：一昼夜有机物的积累量。：一昼夜有机物的积累量。1.(1.(数据计算题数据计算题)()(多选多选)(2011)(
36、2011江苏高考江苏高考) )某种铁线莲的根茎可某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是影响的结果，相关叙述正确的是( )( )A.A.适当的遮光处理适当的遮光处理, ,可提高其干重可提高其干重B.B.叶绿素含量与净光合速率呈正相关叶绿素含量与净光合速率呈正相关C.C.叶绿素叶绿素a/ba/b可作为其利用弱光能力的判断指标可作为其利用弱光能力的判断指标D.D.遮光遮光90%90%时时, ,铁线莲不进行光合作用铁线莲不进行光合作用【题型分析题型分析】在近几年的高考试题中，有关光合作用
37、和呼吸作在近几年的高考试题中，有关光合作用和呼吸作用生成物的计算题频频出现，主要涉及有氧呼吸和无氧呼吸的用生成物的计算题频频出现，主要涉及有氧呼吸和无氧呼吸的混合计算、光合作用速率和呼吸作用速率的综合计算等。命题混合计算、光合作用速率和呼吸作用速率的综合计算等。命题的趋势是：常与图表或实验结合，通过计算说明或解释相关问的趋势是：常与图表或实验结合，通过计算说明或解释相关问题，如题，如20112011江苏江苏T23T23、20122012广东广东T26T26、20122012全国课标卷全国课标卷T29T29等。解答有关有氧呼吸及无氧呼吸的混合计算题的关键是，等。解答有关有氧呼吸及无氧呼吸的混合计
38、算题的关键是，根据题意和有氧呼吸、无氧呼吸的反应式，确定无氧呼吸和有根据题意和有氧呼吸、无氧呼吸的反应式，确定无氧呼吸和有氧呼吸释放的氧呼吸释放的COCO2 2量。解答有关光合作用速率和呼吸作用速率的量。解答有关光合作用速率和呼吸作用速率的综合计算题的关键是理解总光合量、净光合量、呼吸量之间的综合计算题的关键是理解总光合量、净光合量、呼吸量之间的关系。关系。【解析解析】选选A A、C C。以遮光比例为。以遮光比例为0 0作为参照，分析植株干重一作为参照，分析植株干重一栏，发现遮光比例为栏，发现遮光比例为10%10%、30%30%时，干重有所增大，时，干重有所增大，A A正确；查正确；查阅表中叶
39、绿素含量和净光合速率两栏的数据进行对比分析，显阅表中叶绿素含量和净光合速率两栏的数据进行对比分析，显然二者并非呈正相关，然二者并非呈正相关，B B错误；表中叶绿素错误；表中叶绿素a/ba/b与净光合速率的与净光合速率的数据之间呈现较为一致的对应性，因此可以作为判断指标，数据之间呈现较为一致的对应性，因此可以作为判断指标，C C正确；遮光正确；遮光90%90%时，表中的净光合速率为时，表中的净光合速率为0 0，即铁线莲的光合速，即铁线莲的光合速率等于其呼吸速率，因此进行了光合作用，率等于其呼吸速率，因此进行了光合作用，D D错误。错误。2.(2.(过程分析题过程分析题)(2012)(2012临沂
40、质检临沂质检) )如图是如图是H H随化合物在生随化合物在生物体内转移的过程，下列分析中正确的是物体内转移的过程，下列分析中正确的是( )( )A.A.产生的产生的H H可在可在过程中将五碳化合物还原过程中将五碳化合物还原B.B.H H经经转移到水中，其过程需转移到水中，其过程需COCO2 2参与参与C.C.能形成能形成ATPATP的过程有的过程有D.D.晴天时小麦晴天时小麦过程比在阴雨天时旺盛过程比在阴雨天时旺盛【题型分析题型分析】本题型往往综合了光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸本题型往往综合了光合作用、有氧呼吸、无氧呼吸等过程，要求对各过程进行评价和分析，如等过程，要求对各过程进行评价和分析，
41、如20122012上海上海T25T25、20112011海南海南T4T4、20102010全国课标卷全国课标卷T4T4等题。解答本类试题要对光等题。解答本类试题要对光合作用和呼吸作用的过程有彻底、全面的掌握，要以光反应和暗合作用和呼吸作用的过程有彻底、全面的掌握，要以光反应和暗反应的物质变化和能量变化为主线，特别注意光合作用与呼吸作反应的物质变化和能量变化为主线，特别注意光合作用与呼吸作用联系。用联系。【解析解析】选选D D。过程。过程是光反应中水的光解，产生的是光反应中水的光解，产生的H H用于用于过程过程( (暗反应暗反应) )中的中的C C3 3的还原，的还原，A A错误。过程错误。过程
42、是有氧呼吸的第是有氧呼吸的第三阶段，三阶段，H H与与O O2 2结合生成水，本过程无需结合生成水，本过程无需COCO2 2参与，参与，B B错误。错误。光合作用中的光反应光合作用中的光反应()()、有氧呼吸、有氧呼吸(+)(+)、无氧呼吸第一、无氧呼吸第一阶段阶段()()均可产生均可产生ATPATP，图中的其他过程不能产生，图中的其他过程不能产生ATPATP，C C错误。错误。3.(3.(图图表表剖剖析析题题)(2012)(2012海海淀淀模模拟拟) )如如图图为为某某植植物物在在适适宜宜的的自自然然条条件件下下，COCO2 2吸吸收收速速率率与与光光照照强强度度的的关关系系曲曲线线。下下列
43、列分分析析判判断断不不正确的是正确的是( )( )A.A.若温度降低，若温度降低，a a点上移点上移 B.B.若植物缺若植物缺MgMg，b b点左移点左移C.C.若若COCO2 2升高，升高，c c点右移点右移 D.D.若水分不足，若水分不足，c c点左移点左移【题题型型分分析析】本本类类题题型型包包括括叶叶绿绿体体、线线粒粒体体的的结结构构图图、光光合合作作用用和和呼呼吸吸作作用用过过程程图图、吸吸收收光光谱谱图图、影影响响光光合合作作用用和和呼呼吸吸作作用用的的环环境境因因素素相相关关曲曲线线等等，这这是是高高考考出出现现频频率率极极高高的的题题型型之之一一。如如20122012江江苏苏T
44、23T23、20122012山山东东T2T2、20122012天天津津T5T5、20122012安安徽徽T29T29、20122012海海南南T26T26、20122012全全国国新新课课标标卷卷T29T29等等。解解答答本本类题目时应明确以下几点：类题目时应明确以下几点：(1)(1)仔细研读题目，获取有效信息，挖掘隐含条件。仔细研读题目，获取有效信息，挖掘隐含条件。(2)(2)认真识图并将其与所学光合作用过程图相比较，找出异同认真识图并将其与所学光合作用过程图相比较，找出异同点。点。(3)(3)细读设问，明确解决问题的切入点。细读设问，明确解决问题的切入点。(4)(4)运用所学知识和题干获取
45、有效信息进行综合分析，并斟酌运用所学知识和题干获取有效信息进行综合分析，并斟酌选择最合适的生物学术语规范解答。选择最合适的生物学术语规范解答。【解析解析】选选B B。本题考查了光合作用的多因子影响因素。本题考查了光合作用的多因子影响因素。A A项，项，a a点表示呼吸作用强度，温度降低，呼吸作用强度下降，点表示呼吸作用强度，温度降低，呼吸作用强度下降，a a点上点上移。移。B B项，植物缺镁时，体内色素含量下降，相同光照强度下项，植物缺镁时，体内色素含量下降，相同光照强度下光合作用减弱，故植物缺镁时光合作用和呼吸作用相等时所对光合作用减弱，故植物缺镁时光合作用和呼吸作用相等时所对应的光照强度应
46、更高，即应的光照强度应更高，即b b点右移。点右移。C C项，植物达到光饱和点时项，植物达到光饱和点时光合作用的主要限制因素是外界二氧化碳浓度，此时二氧化碳光合作用的主要限制因素是外界二氧化碳浓度，此时二氧化碳浓度提高，可以增大光饱和点。浓度提高，可以增大光饱和点。D D项，若水分不足，光饱和点项，若水分不足，光饱和点左移。左移。4.(4.(实验探究题实验探究题)(2012)(2012唐山模拟唐山模拟) )某生物兴趣小组利用如图装某生物兴趣小组利用如图装置置( (若干个若干个) )开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱
47、液面平齐，然后关闭活塞开关，开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8 8小时后，观察记录实验数据如下表。小时后，观察记录实验数据如下表。2.2.光合作用的过程光合作用的过程请根据以上图表回答下列问题：请根据以上图表回答下列问题：(1)(1)上表探究性实验课题中的自变量是上表探究性实验课题中的自变量是_。研究不同植。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是物的光合作用，最好选择的容器标号是_。(2)(2)若容器若容器1 1的烧杯中加入的是的烧杯中加入的是COCO2 2的缓冲液，的缓冲液，U U型管左侧液面的型管左侧液面的变化是变化是_(_(填上升或下降填上升或下降) )，植物
48、的净光合作用速率是，植物的净光合作用速率是_mL/hmL/h。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正( (排除排除非生物因素对实验结果的影响非生物因素对实验结果的影响) )，如果校正装置的实验结果是，如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来_(_(大或小大或小) )。(3)(3)利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是_。【题型分析题型分析】本类题型是高考出现频率极高的题型之一。本部本类题型是高考出现频率极高的题型之
49、一。本部分内容的实验包括探究细胞呼吸的方式、绿叶中色素的提取和分内容的实验包括探究细胞呼吸的方式、绿叶中色素的提取和分离及分离及“光合作用的发现光合作用的发现”中涉及的经典实验。实验设计题包中涉及的经典实验。实验设计题包括探究或验证光合作用原料、产物、条件、环境因素的影响、括探究或验证光合作用原料、产物、条件、环境因素的影响、光合作用与呼吸作用的关系等。如光合作用与呼吸作用的关系等。如20122012重庆重庆T30 T30 、20122012浙浙江江T30T30、20122012全国大纲卷全国大纲卷T31T31、20122012江苏江苏T33T33、20122012江苏江苏T27T27、201
50、22012海南海南T26T26、20122012福建福建T26T26、20122012安徽安徽T29T29等题。等题。解答本类题目，要明确验证光合作用和呼吸作用产生或释放的解答本类题目，要明确验证光合作用和呼吸作用产生或释放的气体、定量测定光合作用和呼吸作用强度、呼吸商气体、定量测定光合作用和呼吸作用强度、呼吸商( (呼吸作用呼吸作用放出的放出的COCO2 2量量/ /呼吸作用吸收的呼吸作用吸收的O O2 2量量) )测定的方法测定的方法( (酸碱指示剂法酸碱指示剂法和观叶片沉浮法、半叶法和黑白瓶法等和观叶片沉浮法、半叶法和黑白瓶法等) )。【解析解析】(1)(1)表中实验课题的自变量有两个，
51、植物的种类和光表中实验课题的自变量有两个，植物的种类和光质。研究不同植物的光合作用，根据单一变量原则，自变量为质。研究不同植物的光合作用，根据单一变量原则，自变量为植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，植物的种类，其他条件均适宜。红光更有利于植物的光合作用，所以最好选择的容器标号为所以最好选择的容器标号为1 1和和3 3。(2)(2)若容器若容器1 1的烧杯中加入的是的烧杯中加入的是COCO2 2的缓冲液，装置内不断产生氧的缓冲液，装置内不断产生氧气，会使气，会使U U型管左侧液面上升。由表中容器型管左侧液面上升。由表中容器1 1两侧液柱高度差为两侧液柱高度差为240 mL/
52、8 h240 mL/8 h可知，每小时液柱差高度变化为可知，每小时液柱差高度变化为30 30 mLmL。因为原来。因为原来两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为两液面高度相同，所以每小时氧气变化量为15 15 mL/hmL/h，此即净，此即净光合作用速率。如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液光合作用速率。如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，说明实验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，面低，说明实验受温度、大气压的影响，原装置气体体积减小，则容器则容器1 1校正之后的净光合速率比原来大。校正之后的净光合速率比原来大。(3)(3)要测量天竺葵植株的呼吸速率，必须避免光合作用的发
53、生，要测量天竺葵植株的呼吸速率，必须避免光合作用的发生，要对装置进行遮光处理。又因为呼吸作用中吸收氧气和放出二要对装置进行遮光处理。又因为呼吸作用中吸收氧气和放出二氧化碳的量相等，烧杯中盛放氢氧化钠溶液，吸收掉二氧化碳，氧化碳的量相等，烧杯中盛放氢氧化钠溶液，吸收掉二氧化碳，则装置中氧气的变化量即为植物的呼吸速率。则装置中氧气的变化量即为植物的呼吸速率。答案：答案：(1)(1)植物的种类和光质植物的种类和光质 1 1和和3 3(2)(2)上升上升 15 15 大大(3)(3)对对装装置置进进行行遮遮光光处处理理，烧烧杯杯中中盛盛放放氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液( (或或能能吸吸收收COCO2 2的液体的液体) )，测量单位时间内水柱移动的距离。，测量单位时间内水柱移动的距离。
