2022年高考生物复习专题讲座课件★★光合呼吸作用PPT(共42张PPT)

(共42张PPT)
光合呼吸作用
2022年高考生物复习专题讲座课件★★
一﹑光合作用过程
（1）光反应
（i）水的光解：
（ii）ATP的合成：
思考：光反应中[H]中电子的直接来源和最终来源：
ATP合成直接动力和最终动力：
实质：
（2）暗反应（卡尔文循环﹑碳循环）
（i）CO2的固定：
（ii）三碳化合物的还原
思考：
产物糖的去向：
二﹑外界条件变化对光合作用C3﹑C5含量的影响
在光合作用中，外界条件变化必然引起叶绿体内C3﹑C5等化合物含量的变化，判断这种变化要从生成和消耗两个方面分析。
1.强光突然变为弱光
2.CO2浓度突然降低
三﹑影响光合作用的因素
1.光照强度
（i）原因概述：
光照是形成叶绿素的必要条件，也是光合作用的最终能源。光照直接决定光反应阶段的ATP﹑NADPH合成量，进而影响暗反应阶段。
（ii）图像（仅考虑光合作用）
曲线上升段：
限制因素：
限制光合速率的反应阶段：
原因：
饱和区：（同上）
饱和的实质：
2.CO2浓度
（i）植物吸收CO2的方式：光合作用所需的碳源，主要是大气中的CO2，CO2主要通过气孔扩散进入叶片。气孔导度直接影响CO2的进入量而控制着光合作用。光合速率与大气和叶绿体基质间的CO2浓度差成正比。
（ii）图像（仅考虑光合作用）
曲线上升段：
限制因素：
限制光合速率的反应阶段：
原因：
饱和区：（同上）
饱和的实质：
3.温度
（i）原因：
温度将直接影响酶的活性，主要限制暗反应阶段的速率。温度还会通过影响呼吸作用，气孔开闭等因素而间接影响光合作用，如高温下气孔关闭，呼吸作用显著增强。
（ii）变化规律：
在极端低温条件下，不发生光合作用，随着温度上升，光合作用速度增加，到了30~40℃时最大，以后随温度上升光合速率下降。
思考：新疆的哈密瓜为什么这么甜？
4.矿质元素的供应
（i）图像
曲线的含义：
在一定浓度范围里，增大必需矿质元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度时，会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降，称为盐胁迫，俗称烧苗。
思考：哪些常见的矿质元素会影响光合作用的强度？
5.水：
水分虽然是光合作用的原料之一，但植物吸收的水分，仅很少一部分（1%以下）用于光合作用，因此水分缺乏使光合速率下降主要是间接原因，也因此不用水含量的变化来衡量光合速率。
思考：造成植物“午休”现象的直接和间接原因是什么？
四﹑主要环境因素对光合作用的综合影响
思考：
限制光合速率的因素：
P点前：
P点到Q点之间：
Q点后：
五﹑呼吸作用过程
六﹑影响呼吸作用的因素
1.温度：
温度主要是影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。在最低点与最适点之间，呼吸速率随温度升高而加快；之后随温度升高而下降。
思考：电冰箱的原理是什么？
2.O2浓度
3.CO2浓度：
环境中CO2浓度升高时，脱羧反应（CH3COCOOH→CH3COS-CoA）速率减慢，呼吸作用受抑制。
4.水：
在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
思考：画出四张图像
七﹑呼吸作用原理在实践中的应用
1.中耕松土：促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根；花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。
2.酿酒、食醋、味精制作；利用各种菌的呼吸类型和发酵各阶段对氧气的需要，控制通气的情况，以生产各种产品，如通过向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。
酿制米酒时，将冷却后的熟米饭放入发酵罐中，在米饭上面挖一个小洞，加入酒药（酵母菌），密封后一段时间即可酿成米酒。
问题：在酿酒过程中，为什么要挖一个小洞？中间产物为什么会变甜，“先来水，后来酒”的现象的原因是什么？
3.伤口包扎：选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等包扎伤口，能抑制厌氧病菌的繁殖，如破伤风杆菌。这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，在深部缺氧的情况下，病菌就容易大量繁殖引起破伤风。
4.大棚蔬菜栽培：夜间降温，减少呼吸消耗有机物，利于增产。
5.果实和蔬菜的保鲜：采用低温储藏或降低空气中的O2含量或增加CO2的浓度，控制适宜的湿度，减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓衰老。
6.粮油种子的贮藏：降低含水量，使种子呈风干状态，降低呼吸，减少有机物的消耗，延长保存时间；同时防止微生物大量繁殖，使种子变质。但是通风不良时可能会发生“湿热”现象。
问题：为什么会产生“湿热”现象？
7.稻田也需要定期排水：保证水稻根系细胞呼吸对氧气的需要，避免进行无氧呼吸产生酒精等，对细胞有毒害作用，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。
8.提倡慢跑：长时间剧烈运动会在骨骼肌产生大量乳酸，会使肌肉酸胀乏力。乳酸的消除主要在心肌和肝脏，大部分肌乳酸只有透出肌细胞膜，到了血液才能运输到心肌、肝脏，在氧充足的条件下，心肌或者其他组织的细胞能摄取血液中的乳酸，在细胞质的乳酸脱氢酶的催化下，重新生成丙酮酸。慢跑不会因剧烈运动导致氧的供给不足而使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。
9.去除黄叶：作物生长过程中，适当摘除黄叶、老叶可以减少有机物的消耗以提高作物产量。
八﹑光合作用与呼吸作用的综合
（i）线粒体与叶绿体在代谢上的关系
（ii）外界因素的综合影响
1.（自变量是光强）
2.（自变量是CO2浓度）
条件变化 点的移动（影响） 温度↑ A B C
CO2↑ A B C
矿质↓ A B C
条件变化 点的移动（影响） 温度↑ A B C
光强↑ A B C
矿质↑ A B C
注：均为低于光合呼吸最适温度下测量的所得的曲线
九﹑温度对光合和呼吸作用的影响
图像：
十﹑叶面积指数——光合面积对光合作用的影响
定义：
是一块地上阳光直射时作物垂直投影的总面积与占地面积的比值。即：叶面积指数=投影总面积/占地面积。指数越大，说明叶片的重叠程度就越高，对植物生长的影响就越大。
图像：
十一﹑阳生植物和阴生植物
1.阳生植物：
叶绿体小而多，光饱和点和补偿点都比较高，在较强光下光合作用旺盛，适宜于向阳处生长，必须种植在阳光充足的条件下才能提高产量，如水稻、玉米、小麦等。
2.阴生植物：
（1）结构特点：与弱光环境相适应，阴生植物叶薄而扁平，叶绿体大且少，基粒大，基粒片层多，叶绿素含量高（尤其是叶绿素a）,有利于吸收和转换光能。阴生植物也是观察叶绿体的形态和分布的好材料，如人参、三七、胡椒、冷杉等。
（2）曲线特点：光饱和点和补偿点都比较低。适宜于林下和背阳处生长，必须生活在阴湿条件下才能生长；如果光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长。
（3）应用：阴生植物并非光照越强生长越好，也并非光照越弱生长越好，需根据不同植物对光照强弱的需求，可以将两种或多种农作物间行种植，提高光能的利用率。
3.相应图像：
（2021虹口二模，有改编）水稻是我国重要的粮食作物。近期研究发现水稻叶片保卫细胞细胞膜OSA1蛋白受光诱导后活性提高，泵出氢离子后激活钾离子内流通道。根部细胞膜OSA1蛋白可促进水稻对铵的吸收与同化，如图1所示。回答下列问题：
（1）据图1，叶肉细胞中必须在光照条件下才能生成的物质是[ ]_______和[ ]_______（[ ]中填编号，横线上填名称）。
（2）当叶肉细胞吸收的CO2量增加时，叶绿体中短期内C5的含量________。
十二﹑综合分析题
（3）由上图可知，根细胞膜上的OSA1蛋白能将NH4+同化产生的氢离子转移至细胞外，防止细胞质酸化。类似的情形可以发生于叶肉细胞内的H+从_________。
A．类囊体膜→类囊体腔 B．类囊体腔→类囊体膜
C．类囊体腔→叶绿体基质 D．叶绿体基质→细胞质基质
科研人员向水稻的离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质，在适宜条件下进行闪光实验。结果如下图：
（4）叶绿体悬浮液中加入的必要物质有NADP+、__________________，这是为了产生两种高能物质。只要供给了这两种高能物质，即使在黑暗中，叶绿体也可将CO2转变为糖。
（5）该实验直接测量出来的是______光合作用速率，阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内[H]和ATP的______，出现阴影部分的原因是________________________。
（6）据图推测，光能量、光照总时间和实验时间相同的情况下，闪光照射的光合效率要______（填“大于”“等于”或“小于”）连续光照下的光合效率，这是因为光合作用时的光反应和暗反应会有物质和能量上的联系，闪光照射时____________________________________。
（7）为了进一步研究叶绿体中ATP的合成机理，科研人员将类囊体悬浮液的pH调整为4，使其内外部在这种酸性条件下平衡，然后将悬浮液的pH快速调整为8，结果合成了大量ATP。该实验除了提供必要的物质外，还要在______条件下进行，实验现象说明__________________。
水稻的全生育期依次要经历发根分枝期、长穗结实期、快速膨大期等多个阶段，为探究不同时期干旱胁迫对生长的影响，科研人员开展了相关实验，以全生育期正常灌水（WW）作为对照。
（8）如表所示为实验方案中各组土壤相对含水量的拟定数据，①～③依次是___________。
分组 发根分枝期（%） 长穗结实期（%） 快速膨大期（%）
WW 75±5 75±5 75±5
DS 35±5 35±5 ①
DS1 35±5 75±5 75±5
DS2 75±5 35±5 ②
DS3 75±5 75±5 ③
A．35±5、35±5、35±5 B．35±5、35±5、75±5
C．35±5、75±5、35±5 D．35±5、75±5、75±5
按照表格条件处理后，得到各组叶面积指数、净光合速率的测定数据。
分组 发根分枝期（%） 长穗结实期（%） 快速膨大期（%）
WW 75±5 75±5 75±5
DS 35±5 35±5 35±5
DS1 35±5 75±5 75±5
DS2 75±5 35±5 75±5
DS3 75±5 75±5 35±5
（9）概述由图中所能得出的结论，并就有限灌水条件下水稻栽培如何合理分配水资源的使用给出建议：________________________________________________。
研究发现，多重联合胁迫对水稻产生的不利影响更加显著。但在长期进化的过程中，水稻对胁迫也具有了一定的应激反应。科研人员设计了如图甲所示的实验，分析了在单一干旱、单一冷害以及二者联合胁迫条件下发根分枝期水稻的光合生理差异，部分结果如图乙。
（10）干旱胁迫下，水稻的生命活动可能会发生的变化有________。
A．部分细胞出现质壁分离 B．无机盐的运输效率降低
C．氧气的释放量减少 D．细胞无法调节代谢活动
（11）该研究显示：干旱能够明显缓解冷害胁迫对水稻光合和生长等造成的损伤。请结合图乙所示数据说明得出该结论的依据：____________________。
图丙为在电子显微镜下观察到的上述各实验组的叶绿体亚显微结构，其中箭头所指为淀粉粒（淀粉在细胞中以颗粒状态储存）。
（12）据图丙可推测，冷害胁迫对于发根分枝期水稻光合作用的影响体现在_______。
A．基粒的结构受损，阻碍了光能的转化
B．淀粉粒数量多，是暗反应增强的结果
C．类囊体的膜结构受损，致使叶绿体内的 ATP 含量减少
D．光合作用生成糖转运障碍，大量积累在叶绿体内
科研人员又在某地测定了水稻在一天内的光合强度，并在测定后描绘出了一天之内水稻氧气释放速率的变化曲线，如下图所示（假定6时到24时的呼吸强度恒定）。
（13）a点的含义是____________，该地水稻的最佳收获时间是_________。
（14）科研人员最可能在_________（选填“海南”或“上海”或“黑龙江”或“新疆”）测得该曲线，并说明理由______________________________________________________________________________________________________________。
（15）若光照等因素相同，f点比d点低的原因是：____________________________________。
（16）从面积角度考虑该地水稻能正常生长应满足的条件为：__________________________________________________________________。
水稻细胞膜上OSA1蛋白的合成受OSA1基因调控。研究者运用转基因技术，构建出OSA1基因超表达转基因水稻。实验证明，转基因水稻的光合速率高于野生型水稻和突变体水稻，为探究其原理，科研人员测定了转基因水稻、野生型水稻和OSA1基因突变型水稻部分生理指标（气孔开度代表单位时间进入叶片单位面积的CO2量），如图2所示。
（17）请根据图1和图2中的信息，说明OSA1基因超表达提高水稻光合作用速率的原因_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（18）对待转基因水稻，我们应理性看待，趋利避害，不能因噎废食，转基因水稻最大的弊端便是目的基因会随着花粉传播至非转基因生物中，破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁，我们称这种现象为“基因污染”。而寻找在转基因技术中最大化降低基因污染的概率的方法，便成了科研人员研究的话题之一。结合所学知识及题干信息，目前可操作的有效方法及原理为_______________________________________________。
已知脱落酸（ABA）能促进保卫细胞膜上K+通道的开放，导致保卫细胞收缩，气孔关闭。为进一步探究干旱缓解冷害胁迫对发根分枝期水稻光合及生长造成损伤的原因，科研人员分别测量了不同处理条件下发根分枝期水稻植株体内ABA的含量变化，如图3所示。
（19）从ABA含量和气孔导度的角度分析水稻应对干旱胁迫的机理：____________________________________________________________________________________________________，而这种变化在水稻受到联合胁迫（D&C）时表现得__________。
十三﹑巩固加深
1. 题图所示为某植物细胞中两种重要生理过程关系图（A~E代表相关过程或反应阶段，a~e代表相关物质）。下列判断中正确的是
A.过程A和B可发生在洋葱根尖生长点细胞中
B.A~E所示过程或反应阶段都能产生ATP
C.过程C和D发生在线粒体基质中
D.图中a表示O2,d表示[H]和ATP
2. 植物细胞内代谢的某些过程（图中数字代表物质，a、b代表细胞器）。下列有关此图的分析和判断中，错误的是
A.此图所示的各种生理过程可能在同一时刻出现在同一细胞中
B.如果用18O标记图中的①,则理论上该植物体内的任何一种有机物都有可能出现放射性
C.此图构建了成熟叶肉细胞代谢的某些过程的物理模型
D.该细胞内中可以产生还原氢的场所有两个
E.在b内膜上有分布ATP合成酶，而在a的基质中没有ATP合成酶
3. 如图为某同学所绘某绿色植物的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时，单位时间内CO2和O2释放量的变化图。下列有关叙述正确的是
A．光照强度为a时，该细胞不进行光合作用
B．光照强度为b时，该细胞只能进行无氧呼吸
C．光照强度为c时，所对应的柱状图是错误的
D．光照强度为d时，该细胞的实际光合作用速率为8个单位
4.下图甲表示某植物细胞相关代谢情况，a~f指的是O2或CO2。图乙表示在适宜的条件下，环境中的CO2浓度与 CO2吸收量之间的关系曲线，m点是能够进行光合作用的CO2最低浓度。下列说法中错误的是
A.题干中“适宜的条件”主要是指光照、温度等,图中n点称为CO2饱和点
B.图乙中CO2浓度分别为m、c、n点时，分别对应图甲中cd、ab、abef过程
C.图甲abcd和abef状态分别对应图乙m~c段和c~n段(不包括m、c、n点)
D.为保证进行光合作用的CO2最低浓度，应避免密植，同时加大田间通风
5. 将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下分别暗处理1 h，再光照1 h（光照强度相同），测其重量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是
A．轮藻催化呼吸作用的酶的最适温度约为29℃
B．第三组轮藻释放的氧气量最多
C．四个组中的轮藻光合作用强度都大于呼吸作用强度
D．第四组轮藻光合作用制造的有机物总量为2mg
透光玻璃瓶甲（mg）
透光玻璃瓶乙（mg）
不透光玻璃瓶丙（mg）
4.9
5.6
3.8
6. 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下（不考虑化能合成作用）。有关分析不合理的是
A．丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是细胞质基质和线粒体基质
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH 比丙瓶的低
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用制造的氧气量约为1.8mg