本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
21世纪教育网
第4课时——光合作用和呼吸作用
一、复习重点和要突破的考点:光合作用及对它的认识过程、影响光合作用速率的环境因素、细胞呼吸及其原理的应用。叶绿体色素的提取和分离、探究酵母菌的呼吸方式。
二、简要教学过程设计
引入:光合作用和呼吸作用是每年高考的必考内容,题量大、要求高
光合作用和呼吸作用的场所
光合作用和呼吸作用的过程(图解)
光合作用和呼吸作用的总反应式
光合作用和呼吸作用的比较
光合作用和呼吸作用的相关计算:
①光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内CO2、O2和葡萄糖的变化量;
②有光、无光条件下,植物都能进行呼吸作用;
③先写反应式,后列方程进行计算;
④真正(实际)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率;
⑤光合作用实际产生的O2量=实测的O2释放量+呼吸作用消耗的O2量;
⑥光合作用实际消耗的CO2量=实测的CO2消耗量+呼吸作用释放的CO2量;
⑦光合作用C6H12O6的净生产量=光合作用C6H12O6的实际生产量—呼吸作用C6H12O6的消耗量。
光合作用和呼吸作用的影响因素
光合作用和呼吸作用的图形分析
光合作用和呼吸作用的实验设计
三、典型例题及解析
例1、将某植物的叶肉细胞放在NaHCO3充足的培养液中,并用石蜡油覆盖液面。先照光一段时间,然后在相同光照强度下不同时间测定叶肉细胞的光合作用强度。下列示意图中能正确反映短时间内测定的时间与光合作用强度关系的是
0 0 0 0
A B C D
解析:此题的关键在于审题,只要能抓住关键词“充足”和“短时间内”,问题就会迎刃而解,否则就会错选C。答案:D。
例2、含有叶绿素的裸藻是水质污染的指示植物。裸藻在黑暗条件下也能利用葡萄糖成功地进行繁殖。说明这种裸藻
A、不能进行光合作用,是异养型生物 B、能进行光合作用,属于自养型生物
C、既能进行自养生活,又能进行异养生活 D、叶绿体在无光的条件下也能进行光合作用
解析:本题的关键是搞清裸藻与一般植物的区别:裸藻在黑暗条件下利用的葡萄糖是从外界吸收而不是细胞本身的,而植物在黑暗条件下利用的葡萄糖是植物细胞本身的。答案:C
例3、光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段,下列叙述正确的是
A、光反应和暗反应互相提供物质和能量
B、炎热的夏季中午,水稻的“午休”现象是因为暗反应受阻,但光反应正常进行
C、在其他条件适宜情况下,光照突然停止,暗反应中C3合成速率降低
D、光合作用产物中的O元素全部来自于水
解析:此题对光合作用知识点的考查较多,涉及光反应和暗反应的关系、元素的转移等。光反应能为暗反应提供物质和能量(ATP、NADPH),但暗反应只能为光反应提供物质(ADP、Pi、NADP+),不能提供能量;当暗反应受阻时,不能为光反应提供ADP、Pi、NADP+,光反应不能正常进行;光合作用产物中的O元素既能来自于水,也能来自于CO2。答案:C。
四、能力训练 (一)单选题
1、关于“叶绿体中色素的提取和分离”的实验,不正确的叙述是
A、可以用丙酮、无水乙醇、体积分数为95%的乙醇另加适量的无水碳酸钠提取叶绿体中的色素
B、胡萝卜素在层析液中扩散的速度最快 C、叶绿体中含量最多的色素是叶绿素a
D、滤液细线要求画得细而直,可以避免色素带之间的部分重叠
2、关于真核细胞的呼吸,正确的说法是
A、无氧呼吸是不需氧的呼吸,因而其底物分解不属于氧化反应
B、水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度
C、无氧呼吸酶在细胞质基质和线粒体中 D、有氧呼吸酶在细胞质基质、线粒体基质及其内膜中
3、据右图判断,叙述不正确的是
A.X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B.①、④过程中可以产生[H],②过程需要消耗[H]
C.①过程发生在线粒体基质中,②过程发生在叶绿
体基质中
D.①②③④四个过程中既没有消耗氧气,也没有产生氧气
4、科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是
A.光照强度为a时,造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2 浓度不同
B.光照强度为 b 时,造成曲线 I和 II光合作用强度差异的原因是温度的不同
C.光照强度为a~b,曲线 I、II光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c,曲线 I、III光合作用强度随光照强度升高而升高
5、南方盛夏的中午,高粱叶片由于阳光强烈照射而使气孔完全关闭,且持续较长时间,此时,叶片能进行的生理活动是 ①蒸腾作用 ②有氧呼吸 ③无氧呼吸 ④光合作用
A.②③ B. ③④ C. ①④ D. ②③④
6、一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液,通入不同浓度氧气时,产生的酒精和CO2量如表。正确的是
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 9mol 12.5mol 15mol 30mol
产生酒精的量 9mol 6.5mol 6mol 0mol
A、当氧浓度为a和b时细胞产生CO2的场所相同 B、当氧浓度为a和d时细胞呼吸的过程相同
C、氧浓度为abcd时细胞呼吸都产生[H]和ATP D、氧浓度为abcd时分解有机物都不彻底
7、洋葱的鳞片叶属于着生在地下茎上的一种变态叶,利用其外表皮细胞在光照下进行质壁分离和复原实验效果明显,此时盖玻片下的紫色细胞可以进行
A、呼吸作用 B、蒸腾作用 C、化能合成作用 D、光合作用
8、如用模拟细胞质基质成分的溶液分别培养离体的线粒体和叶绿体,控制光和氧气,如图所示。其中甲、丙表示线粒体,乙、丁表示叶绿体;甲、乙有光照但不供氧气,丙、丁有氧气但在黑暗中。一段时间后,溶液中pH最高和最低的依次是
A.甲和丁 B.丁和甲 C.丙和乙 D.乙和丙
9、为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和02含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析,错误的是
A.根据变化规律,表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B.温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C.02含量从20.0%升至40.0%时。O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D.在20℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
10、下表是对甲、乙、丙图所示的生命现象及a、 b、 c所表示的变量的分析,正确的一组为
选项 生命现象 变量
生长素浓度对根和茎生长速率的影响 恒温动物、变温动物体温变化与温度的关系 光照强度与光合作用速率的关系 CO2的吸收量(释放量) 温度 生长速率
A 甲 丙 乙 c a b
B 丙 甲 乙 c a b
C 乙 丙 甲 a c b
D 甲 丙 乙 b c a
11、下图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少).甲、乙两图分别是
A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱
C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
12、下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法不正确的是
A.1、3和4过程产生的[H]都能与氧气结合产生水 B.绝大多数生物体都能进行的过程是3
C.供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5 D.2过程需多种酶参与,且需ATP供能
13、某哺乳动物的一种成熟
细胞不含DNA。右图中能
正确表示在一定O2浓度范
围内,K+进入该细胞的速度
与O2浓度关系的是
14、下图表示叶绿体色素吸收光能的情况。根据此图并结合所学知识,以下说法中正确的是
①少数特殊状态下的叶绿素a对420nm、
670nm光的转换率较高
②在晚间用大约550nm波长的绿光照射
行道树,目的是通过植物光合作用以
增加夜间空气中的氧气浓度
③据图可知,用白光中450nm左右波长
的光比白光更有利于提高光合作用强度.
④在层析液中,类胡萝卜素的溶解度大于叶绿素
⑤土壤中缺乏镁时,420nm~470nm左右波长的光的利用量显著减少,且镁在老叶中的利用
量比新叶中显著减少 ⑥由550nm波长的光转为670nm波长的光后,叶绿体中C3的量减少
A、①④⑤⑥ B、①③④⑤ C、②③④⑤ D、①②④⑤
(二)、多选题
15、植物在有氧呼吸时下列叙述不正确的是
A.全过程必须有氧参与,并且始终在线粒体中进行
B.第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸,产生大量的[H]和ATP
C.第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O,产生少量的[H]和ATP
D.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O,同时生成大量的ATP
16、下列叙述不正确的是
A.1mol葡萄糖在彻底氧化分解后,共释放约2870kJ的热能
B.运动员在100m赛跑时,腿部肌肉细胞的直接能量来源是ATP
C.淀粉是贮存能量的化合物,可以为植物细胞的各项生命活动直接供能
D.在晴朗的白天,温度适宜的条件下,绿色植物光合速率等于呼吸速度
17、下面各图表示在适宜范围内,不同环境因素与水稻叶片光合作用强度的关系,其中正确的是
18、右图为某高等植物叶肉细胞结构模式图,相关叙述正确的是
A.图中能产生ATP的结构有1、2、5
B.1中产生的一分子CO2扩散出来进入2中被利用,
穿过的磷脂双分子层的层数为4层
C.2与4中都含有叶绿素和类胡萝卜素等色素
D.3是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞
遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
19、右图曲线可以表示的下列生物学含义是
A、根细胞呼吸作用强度与矿质元素吸收的关系
B、酵母菌发酵罐中O2量与酒精生成量的关系
C、一定范围内光照强度与光合作用强度的关系
D、底物浓度与酶催化效率的关系
20、溴代麝香草酚蓝(BTB)是一种灵敏的酸碱指示剂,对光不敏感。其一定浓度的水溶液中性偏碱时呈淡蓝色,弱酸性时呈淡黄色。向4支试管分别注入5mi淡黄色BTB水溶液,据下表的处理顺序操作。
处理试管号 I.充入CO2到饱和 II.放入适量黑藻 III.适宜光照
1 - + +
2 + - +
3 + + -
4 + + +
注:“+”为有,“-”为无。在适宜黑藻生长的温度下放置2小时后.溶液呈现淡蓝色的试管有
A.试管1 B.试管2 C.试管3 D.试管4
21、下表列出了冬小麦幼苗在一定光照强度、不同温度下的光合速率和呼吸速率。速率以每小时每平方分米叶面积固定或放出的CO2毫克数表示(CO2mg/dm2h)。分析回答:
温度 5℃ 10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃
光合速率 1.4 3.0 3.9 4.3 4.5 4.6
呼吸速率 0.4 0.5 0.8 1.3 2.0 2.6
(1)由表中可知,什么温度下积累的有机物最多? 。
(2)在一定温度范围内,冬小麦积累有机物的量与温度成正比。当温度继续升高,所积累的有机物量反而减少,原因是 。
(3)在温室栽培中,下列哪些措施可以提高净光合速率(多选)?
A、适当补充光照 B、增施有机肥 C、延长生育期 D、施碳酸氢铵
(4)利用有关信息,绘出冬小麦的净光合速率与温度的关系曲线图。
22、下图为植物新陈代谢示意图。请根据图示回答下列问题。
(1)①过程发生在叶绿体
上,其中光能向电能
的转换由 分
子完成。光照下该分子转变
成 ,夺取水分子
中的 。
(2)在②过程中,NADPH的作
用是 。
(3)③过程表示 呼吸,
它发生在 中。
(4)④过程中的能量由ATP中的 水解释放。
23、植物叶片在光合作用和呼吸作用过程中都会有
气体的产生和消耗。请回答下列问题:(①假设实验
过程中空气中的O2和CO2在水中的溶解量及无氧
呼吸忽略不计;②实验现象只要答叶片浮在液面上或叶片
沉于试管底部;③叶片沉浮与叶肉细胞间隙中的气体有关)
(1)若剪取四小块体积相同的烟草叶片,两两放入盛有等量
蒸馏水(甲)和NaHCO3稀溶液(乙)的两支试管中,可发现:
甲、乙试管中的叶片都浮在液面上(如图1所示),原因
是 。
(2)用真空泵抽去上述两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,甲、乙试管中的叶片都沉到试管底部。再把经真空泵处理过的两支试管都放在正常的光照条件下(如图2所示),光照一段时间后的实验现象是:甲试管中的叶片 ,原因是 。乙试管中的叶片 ,原因是 。
(3)把光照一段时间后的两支试管都放在没有光照的黑暗环境中,一段时间后的实验现象是:甲试管中的叶片 ,原因是 。乙试管中的叶片 ,原因是 。
24、为了探究酵母菌的呼吸方式,某
同学做了如下课题研究:
(1).假设:在其他条件(如温度、
PH值)都相同的情况下,影响
酵母菌的呼吸方式的因素是氧气。
(2).设计与实验:设计的实验装置
如图甲、乙所示。可重复实验以
确保结果的准确性。
(3).得出结论:如果甲、乙两装置
中的石灰水都变浑浊,说明酵母
菌既能进行 ,也能进行 。
(4).实验分析:
①甲装置中的油脂层的作用是 ,甲、乙两装置中产生的气泡量较多的是 装置;产生能量较少的是 装置,原因是 。
②写出酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的反应式(以葡萄糖为底物)。
25、下图表示三种植物叶片光合作用速度的日变化。请据图回答。
(1)光合作用速度与呼吸
作用速度相等的时刻,
a植物叶片出现在
,c植
物叶片出现在 。
(2)在6:00—8:00时之间,单位时间内吸收CO2最多的是 植物叶片。
(3)b植物叶片在晴天中午光照强烈时,光合作用速度出现了低谷,这一现象被称为光合作用的“午休现象”。产生这一现象的主要原因有 。
(4)从图中结果推测,三种植物一天内有机物积累量多少的顺序是 > > 。
(5)在一定的CO2浓度和适宜温度下,把某植物叶片置于5千勒克司(光合作用速度44mgCO2/l00cm2叶·小时)光照下14小时,其余时间置于黑暗中(呼吸作用速度6.6mgC02/100cm2叶·小时),则一天内该植物每25cm2叶片葡萄糖积累量为
26、某同学做了如下实验:取A、B两支试管,在A管中加入煮熟的蚕豆子叶,B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注:甲烯蓝氧化态为蓝色,接受氢后为无色)一段时间后倒出溶液,两管中的子叶都呈蓝色。然后,两管分别加水淹没子叶、抽气,在水面上覆盖适量石蜡油,37℃保温一段时间后,发现A管中的子叶不变色,B管中的子叶蓝色变浅。取出子叶放在滤纸上,一段时间后,发现A管中取出的子叶不变色,B管中取出的子叶蓝色变深。
根据上述实验现象,回答问题:
(1)37℃保温一段时间后,B管子叶蓝色变浅的原因是________ ________________.
(2)滤纸上B管子叶蓝色变深的原因是_________________ _______。
(3)A管子叶37℃保温后不变色的原因是__________ ________________。
(4)该实验设置A管的目的是_________________________。
27、为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具:烟草幼苗、试管两支、NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、暗培养箱、日光灯(实验中光照和温度等条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计)。
实验步骤和预测实验结果:
步骤1、剪取两小块相同的烟草叶片,分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时,叶片均浮在水面。
步骤2、用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均下沉到试管底部。
步骤3、
。
步骤4、
。
分析预测结果:
28、为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在,及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需,可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶,其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值(以WDO表示);黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2(以BDO表示)。请完成下列实验。
(1)实验步骤:①用采水器取该层水样,分别注满500ml黑、白瓶并密封,剩余水样用于测 ;
②将黑、白瓶 ;③ 。
(2)设计记录数据的表格:
(3)预测实验结果并分析。
能力训练参考答案: (一)单选题
1、B 2、D 3、C 4、D 5、D 6、C 7、A 8、D 9、C 10、D 11、B 12、A 13、A 14、A
(二)、多选题 15、ABC 16、ACD 17、BCD 18、AB 19、ACD 20、AD
21、(1)15℃ (2)当温度继续升高时,冬小麦的光合速率增长速度比呼吸速率增长速度要慢。
(3)ABD
(4)解题思路:先算出不同温度下的净光合速率(1.0、2.5、3.1、3.0、2.5、2.0),再绘出横、纵坐标,分别写上温度和净光合速率,并尽可能准确地标上相应数值,最后用描点法绘出曲线即可(注意:5℃之前、30℃之后不要绘出)。(图略)。
22、 (1)囊状结构薄膜 特殊状态的叶绿素a 强氧化剂 电子
(2)作为供能物质和还原剂 (3)有氧 细胞质基质和线粒体 (4)高能磷酸键
23、(1)叶肉细胞间隙中有气体 (2)叶片沉于试管底部 光照下叶片不能进行光合作用和有氧呼吸叶片浮在液面上 光照下光合作用释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气
(3)叶片沉于试管底部 叶片不能进行有氧呼吸 叶片沉于试管底部 叶片呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳被NaHCO3稀溶液吸收
24、(3)有氧呼吸 无氧呼吸(4)①隔绝空气(或氧气) 乙 甲 甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸,产物是乙醇和二氧化碳,在乙醇中还含有大量的化学能没有释放出来。
②C6H12O6 + 6O2 + 6H2O-――→6CO2 + 12H2O +能量
C6H12O6――→2C2H5OH + 2CO2 +能量(少量)
25、(1)19:00和5:00 10:00和15:00 (2)b
(3)中午光照强烈,为减少体内水分散失,气孔关闭,通过气孔进入的CO2量减少
(4)a>b>c (5)78
26、(1)子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。(2)通过呼吸作用还原的甲烯蓝被氧化
(3)子叶细胞的酶失活,无呼吸作用。 (4)作对照实验。
27、步骤3、将这两支试管放在日光灯下,光照一段时间,结果NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部
步骤4、再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果NaHCO3稀溶液中的叶片下沉, 蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
分析预测的结果:
1.光照下, NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮,而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部.
2. 黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉;蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部
28、 (1)原初溶解氧浓度 挂回原水层24h后取出黑、白瓶 分别测其溶解氧浓度
(2)黑、白瓶溶氧变化记录表(mg/L)
编号 白 瓶 黑 瓶
项目 l 2 3 平均 1 2 3 平均
24h后溶氧量
原初溶氧量
(3)若WDO-BDO>0,则有自养生物; 若WDO-BDO=0,则无自养生物;
若WDO≥0.则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
高考资源网
21世纪教育网
www.
光合作用强度
时间
光合作用强度
时间
光合作用强度
时间
光合作用强度
时间
①
糖
X物质
Y物质
CO2
②
③
④
C6H12O6
1 2 3 4 5
CO2 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
H2O 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
[H]
1 2 3 4 5
丙酮酸
[H] H2O
1 2 3 4 5
H2O 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
CO2 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
[H] ] H2O
1 2 3 4 5
O2 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
H2O 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
O2 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
1 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
2 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
3 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
4 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
5 2 [H] H2O
1 2 3 4 5
[H] ] H2O
1 2 3 4 5
乙
甲
酶
酶
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网