专题5影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专,题,5,晨背关键语句,导练感悟高考,热点透析高考,考点一,考点二,拾遗自主补给,冲刺直击高考,1,(2012,山东高考,),夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相,同条件下,CO,2,吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是,(,),A,甲植株在,a,点开始进行光合作用,B,乙植株在,e,点有机物积累量最多,C,曲线,bc,段和,de,段下降的原因相同,D,两曲线,bd,段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭,命题立意,本题主要考查环境因素对植物光合速率的影响。,知识依托,夏季一天,24,小时光的有无及光照强度变化对光合作用有影响。光合,“,午休,”,出现的原因是气孔关闭，导致,CO,2,供应不足。光合作用大于呼吸作用时，才有有机物的积累。,解析,选 图中光合作用开始的点在,a,点之前，即,CO,2,吸收速率开始变化的点；图中,6,18,时有机物一直在积累，,18,时植物体内有机物积累量最大；曲线,bc,段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的,CO,2,少，,导致细胞内能利用的,CO,2,减少，,de,段下降的原因是光照强度减弱。,D,2,(2012,福建高考,),下列有关豌豆的叙述，正确的是,(,),A,萌发初期，种子的有机物总重量增加,B,及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害,C,进入夜间，叶肉细胞内,ATP,合成停止,D,叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多,命题立意,本题主要考查细胞代谢及影响光合作用和细胞呼吸作用的因素。,知识依托,种子萌发初期的营养供应来自于种子本身胚或胚乳贮藏的有机物分解。排涝避免根系进行无氧呼吸产生酒精，造成毒害。细胞呼吸和光合作用过程中均能合成,ATP,。,解析,选 选项,A,，萌发初期，种子的有机物总重量减少；选项,B,，植物根系长期被水淹，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，因此及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害；选项,C,，进入夜间，叶肉细胞不能进行光合作用，但仍能通过呼吸作用产生,ATP,；选项,D,，叶绿素,a,、叶绿素,b主要吸收红光和蓝紫光，叶片黄化，叶绿素,a,、,b,含量减少，叶绿体对红光的吸收减少。,B,学车问答,学车问题回答,驾驶员模拟考试,2016,科目一 科目二 科目三 科目四,3,(2012,广东高考,),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：,叶片,发育,时期,叶面积,(,最大面积的,%),总叶绿素含量,(mg/gfw),气孔相对开放度,(%),净光合速率,(molCO,2,/m,？,s),A,新叶展,开前,19,2.8,B,新叶展,开中,87,1.1,55,1.6,C,新叶展,开完成,100,2.9,81,2.7,D,新叶已,成熟,100,11.1,100,5.8,注：,表示未测数据。,(1)B,的净光合速率较低，推测原因可能是：叶绿素含量低，导致光能吸收不足；,_,，导致,_,。,(2),将,A,、,D,分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，,A,的叶肉细胞中，将开始积累,_,；,D,的叶肉细胞中，,ATP,含量将,_,。,(3),与,A,相比，,D,合成生长素的能力,_,；与,C,相比，,D,的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是,_,。,(4),叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是,_,_,的结果；,D,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,_,。,命题立意,本题主要考查光合作用原理及影响光合作用的外界因素。,知识依托,影响光合作用速率的外界因素主要有光照、温度和,CO,2,浓度等。净光合速率真正光合速率呼吸速率。合成生长素的部位是幼嫩的分生区细胞，衰老细胞合成生长素的能力较弱。从细胞角度分析，植物器官生长是由于细胞分裂、细胞分化的结果。,解析,(1)B,组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度较低，导致,CO,2,吸收不足，从而导致净光合速率较低。,(2),将,A,、,D,分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，,A,的容器内氧气耗尽，叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；,D,的容器内,CO,2,浓度下降，暗反应减弱，消耗的,ATP,减少，叶肉细胞中,ATP,含量增加。,(3),生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与,A,相比，,D,合成生长素的能力弱；,D,的叶绿素含量高于,C,，与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上，故,D,的,基粒数量多于,C,。,(4),叶片发育的过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大；由同一细胞发育而来的各种细胞，其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。,答案,(1),气孔相对开放度较低,CO,2,吸收不足,(2),酒精增加,(3),较低类囊体,(,基粒,),(4),细胞分裂和细胞生长,(,细胞数量和体积增加,),基因的选择,性表达,4,(2012,浙江高考,),某植物在停止供水和恢复供水条件下，气,孔开度,(,即气孔开放程度,),与光合速率的变化如下图所示。请回答：,(1),停止供水后，光合速率下降。这是由于水是,_,的原料，又是光合产物在植物体内,_,的主要介质。,(2),在温度、光照相同的条件下，图中,A,点与,B,点相比，光饱和点低的是,_,点，其主要原因是,_,。,(3),停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是,_,_,。此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的,_,减少。,(4),生产实践中，可适时喷施植物激素中的,_,，起到调节气孔开度的作用。,命题立意,本题主要考查影响光合作用的因素。,知识依托,水是光合作用的原料，水分不足影响光合作用进行。光反应为暗反应提供,H,和,ATP,，暗反应为光反应,ATP,合成提供,ADP,和,Pi,，二者密切联系，相互影响。脱落酸具有调节气孔开度作用。,解析,(1),植物体内缺少水分时光合速率下降，因为水是光合作用的原料，也是生物体内物质运输的主要介质，光合产物的运输也离不开水。,(2)A,点和,B,点相比，,A,点水分供应充足，气孔开度高，二氧化碳充足，光合速率大；而,B,点缺少水分，气孔开度低，二氧化碳的吸收少，光合速率小，所以,B,点的光饱和点比,A,点的低。,(3),叶片发黄的主要原因是停止水分供应后，细胞代谢下降，叶绿素合成速率减慢甚至停止或叶绿素被分解。光反应在类囊体上进行，为碳反应提供,ATP,和,NADPH,。,(4),调节植物生长发育的五大类激素中，脱落酸的作用之一是在植物失水时使气孔关闭，因此生产实践中可适时适量喷洒脱落酸，以起到调节气孔开度的作用。,答案,(1),光合作用运输,(2)B,气孔开度降低，,CO,2,吸收减少,(,答出一项即可,),(3),叶绿素合成速度变慢或停止,(,或叶绿素分解,),，类胡萝卜素的颜色显露出来,(,答出一项即可,),NADPH,和,ATP,(4),脱落酸,1,从考查内容上看，主要集中在影响细胞呼吸、光合作用的因素上。,2,从考查角度上看，多以曲线为信息载体将光合作用与细胞呼吸联系在一起，分析外界环境因素对二者的影响及其在生活生产中的应用。,3,从命题趋势上看，预计,2013,年高考命题仍会联系生产生活实际，以图表曲线或实验探究分析的形式，考查光合作用与呼吸作用的关系及影响因素。,例,1,(2012,重庆高考,),长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况，某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图,(,如下图,),。,影响光合作用的因素,(1),据图分析：,光合作用消耗,ATP,最快的时刻是,_,。根吸水能力最强的时刻是,_,。,直接引起蒸腾速率变化的生理指标是,_,；推测导致,12,：,00,时光合速率出现低谷的环境因素主要是,_,(,填,“,光照,”,或,“,CO,2,”),在,14,：,00,时若适当提高,CO,2,浓度，短时间内叶绿体中,H,含量的变化是,_,。,(2),若该地土壤缺钙，一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是,_(,填,“,老叶,”,或,“,幼叶,”,),。,(3),假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地，与原产地长叶刺葵杂交不育，原因是地理隔离导致了,_,。,解析,(1),光合速率最大时光合作用消耗,ATP,最快，即图示,10,：,00,；植物根吸水的主要动力是蒸腾作用产生的蒸腾拉力，故蒸腾速率最大的时刻就是根吸水能力最强的时刻，即图示,12,：,00,；由图可知，蒸腾速率与气孔导度呈现同步变化趋势，故直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔导度；由图可知，,12,：,00,时气孔导度出现峰值，说明此时,CO,2,供应充足，所以此时导致光合速率出现低谷的环境因素主要是光照；在适当提高,CO,2,浓度的条件下，光合作用的暗反应增强，对,H,的需求增加，故叶绿体内,H,含量下降。,(2),钙元素在细胞中以稳定化合物的形式存在，故在土壤中缺钙的条件下，植物首先表现出缺乏症状的是幼叶。,(3),若干年后的引种后代与原产地长叶刺葵杂交不育，说明形成了新物种；长期的地理隔离导致生殖隔离是新物种形成的一种常见形式。,答案,(1),10,：,00,12,：,00,气孔导度光照,降低,(2),幼叶,(3),生殖隔离,内、外因素对光合作用的影响,影响光合作用的内部及外部因素是不断变化的，因此植物光合作用强度也经常变化。,(1),影响光合作用的内部因素主要有叶片中叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性等。,(2),影响光合作用的外界因素主要有光照强度、光质、温度、,CO,2,浓度等。,一般而言，光照强度增加，光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同，在光照强度增加相同的情况下，光合作用强度的增强程度并不相同，并且当光照强度增加到一定值时，光合作用强度不再增加。,温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应中酶的催化活性，因此也会影响光合作用强度。实验结论的分析往往借助温度对酶活性的影响规律。,二氧化碳是光合作用的原料之一，因此,CO,2,的含量直接影响光合强度，在一定浓度范围内，增加,CO,2,浓度，光合作用强度增加。,1,分析甲、乙、丙三图，下列说法错误的是,(,),A,图乙中，若光照强度相同，在,t,3,时植物净光合作用量最大,B,若图丙代表两类色素的吸收光谱，则,f,代表叶绿素,C,用塑料大棚种植蔬菜时，应选用无色透明的塑料薄膜,D,图甲中，若其他条件适宜，光照强度小于,b(,大于,0),时，也,能进行光合作用,解析：,选 净光合作用量(速率)总光合作用量(速率)呼吸作用量(速率)，据图乙可知，最大净光合作用量(速率)应位于,t,2,与,t,3,之间；据图丙(吸收光谱)可知，f既吸收蓝紫光，又吸收红光，应为叶绿素，而e只吸收蓝紫光应为类胡萝卜素；无色塑料薄膜能透过各种可见光，有利于蔬菜吸收光能进行光合作用，提高农作物的产量；图甲中，在光照强度为0时，a(CO,2,释放量)代表细胞呼吸速率，当光照强度大于0、小于b时，比a点释放的CO,2,量减少的部分用于光合作用。,A,2,某植物的光合作用和细胞呼吸最适,温度分别为,25,和,30,。右图为该,植物处在,25,环境中光合作用强度,随光照强度变化的坐标图。下列叙,述正确的是,(,),A,a,点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响,B,b,点时植物才开始进行光合作用,C,若将温度从,25,提高到,30,时，,a,、,d,点均上移,D,c,点时该植物的,O,2,产生量为,|,V,1,|,|,V,2,|,解析：,选,a,点时，光照强度为,0,，植物细胞只进行呼吸作用，,O,2,的吸收量表示细胞呼吸强度，此时细胞的呼吸作用除受温度的影响外，还受,O,2,浓度等条件的影响；,b,点表示该光照强度下既没有,O,2,的释放，又没有,O,2,的吸收，即呼吸速率等于光合速率；,30,时，细胞呼吸强度增大，,a,点上移，在,d,所对应的光照强度下，光合作用产生的,O,2,更多地用于有氧呼吸，,d,点上移；,c,点时，该植物的,O,2,产生量为,|,V,1,|(,呼吸作用耗氧量,),|,V,2,|(,净释放氧量,),。,C,例,2,下图,1,表示将,A,、,B,两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予一定的光照，利用红外测量仪每隔,5 min,测定小室中的,CO,2,浓度。图,2,表示给予不同强度的光照，测定,A,、,B,两种植物叶片的,CO,2,吸收量和,CO,2,释放量,(,注：实验中所用的,A,、,B,两种植物叶片的叶面积相等，且实验都在相同且适宜的温度下进行，忽略光照对呼吸作用的影响,),。请据图分析回答：,光合作用和细胞呼吸的相关计算,(1),由图,1,可知，,A,、,B,植物叶片的光合作用强度受,_,的影响。从实验开始到,10 min,这段时间内，,A,植物叶片干重的变化趋势是,_,。,(2),若,A,植物在第,5 min,时，光照突然降低而其他条件不变，三碳化合物,(C,3,),的合成速率将会,_(,增大、减小、基本不变,),。,(3),在第,25,40 min,期间，两个密闭小室内,CO,2,含量相对稳定的原因是,_,。从实验开始到第,40 min,这一阶段，,A,植物积累的有机物量比,B,植物的要,_,。,(4),由图,2,可知，当光照强度为,b,klx,时，,A,植物叶片中叶绿体吸收,CO,2,的速率是,_mg/(m,2,h),。若每日光照,12,小时，给予的光照强度为,m,klx(,a,m,b,),，则一昼夜中,B,植物的干重将,_,。,解析,(1),光合速率可用,CO,2,的消耗量,(,小室内,CO,2,净消耗量细胞呼吸释放量,),表示。图,1,中，随着时间的延长，小室内,CO,2,浓度降低，,CO,2,的吸收速率下降，光合速率,(,小室内,CO,2,净消耗量细胞呼吸释放量,),下降。因此,A,、,B,植物叶片的光合作用强度受,CO,2,浓度的影响。小室内,CO,2,的净消耗量与光合作用有机物净积累量成正比，因此从实验开始到,10 min,这段时间内，,A,植物叶片干重增加。,(2),在光照突然降低而其他条件不变时，,C,3,的积累量增加，但随着,C,5,的消耗，生成,C,3,的速率不断下降，最后降为,0,，故,C,3,的合成速率将会减小。,(3),在第,25,40 min,期间，小室内,CO,2,含量保持相对稳定的原因是细胞呼吸速,率与光合速率相等。,(4),由图,2,可知，当光照强度为,b,klx,时，,A,植物叶片中叶绿体吸收,CO,2,的速率为,6(CO,2,的净吸收量,),1(,细胞呼吸释放量,),7 mg/(m,2,h),。若给予的光照强度,m,为,b,klx,时，,B,植物的净光合速率等于细胞呼吸速率，当光照强度小于,b,时，细胞呼吸速率大于净光合速率，则一昼夜植物有机物的消耗量大于积累量，植物干重减少。,答案,(1)CO,2,浓度增加,(2),减小,(3),光合作用吸收的,CO,2,和呼吸作用释放的,CO,2,速率相等少,(4)7,减少,总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系,3,将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理,1 h,，测其重量变化，立即光照,1 h,，再测其重量变化。结果如下表：,组别,1,2,3,4,温度,/,25,27,29,31,暗处理后重量变化,mg,1,2,3,1,光照后与暗处理前重量变化,/mg,3,3,3,1,分析表中数据可判定,(,),A,光照的,1 h,时间内，第,4,组合成葡萄糖总量为,2 mg,B,光照的,1 h,时间内，第,1,、,2,、,3,组释放的氧气量相等,C,光照的,1 h,时间内，四组叶片光合作用强度均大于呼吸作用,强度,D,呼吸作用酶的最适温度是,29,解析：,选 根据题意，植物在整个过程中进行了,2 h,的呼吸作用，而光合作用则进行了,1 h,，因此，,1,4,组光合作用合成的有机物分别为,5,、,7,、,9,、,3 mg,。,C,4,下图为甲、乙两种植物,CO,2,吸收量随光照强度变化的曲线,图。据图回答：,(1),甲、乙两种植物呼吸作用较强的是,_,植物。在,A,、,C,点时，植物细胞中可以产生,ATP,的细胞器有,_,。当光照强度达到,E,点后，限制甲植物光合作用的主要环境因素有,_,。,(2),如果在图中,F,点突然停止光照，短期内叶绿体中,C,3,化合物的含量将,_,，其主要原因是发生在,_,停止，使,_,减少，影响,_,；同时,_,过程仍断续进行。,(3),当平均光照强度在,B,和,D之间，光照和黑暗的时间各为,12 h,。实验前后，甲植物中有机物总量将,_,，乙植物中有机物总量将,_,。,解析：,(1),由图可知，甲植物的呼吸速率为,2 mg/(m,2,h),，乙植物的呼吸速率为,1 mg/(m,2,h),，故甲植物的呼吸作用较强。,A,、,C,点细胞既进行光合作用，又进行呼吸作用，产生,ATP,的细胞器有线粒体和叶绿体。,E,点时光照强度不再是限制因素甲植物光合作用强度的因素，此时限制因素主要是,CO,2,浓度和温度。,(2)F,点时突然停止光照，在类囊体膜,(,上,),的光反应停止，,ATP,和,H,的产生减少，使暗反应中,C,3,的还原受影响，此时,C,3,的消耗减少，,C,5,的产生减少，即,C,3,含量增加，,C,5,含量减少。,(3),以甲植物为例，光照大于,B,点光强时，每小时有机物堆积量,(,以,CO,2,吸收量来衡量,),大于,1 mg/(m,2,h),，因此光照,12,小时的有机,物堆积量大于,12 mg/(m,2,h),而夜晚每小时的呼吸量为,2 mg/(m,2,h),，因此,12,小时呼吸量为,24 mg/(m,2,h),，再根据关系式：,12,小时中有机物总量光照,12,小时有机物的积累量夜晚,12,小时的呼吸量，得出结果小于零，说明实验前后甲植物有机物总量将减少，同理分析乙植物的有机物总量将增加。,答案：,(1),甲线粒体、叶绿体CO,2,浓度和温度,(2),增加类囊体膜,(,上,),的光反应,ATP,和,NADPH,C,3,化合物的还原,CO,2,与,C,5,化合物结合,(3),减少增加,一、影响光合作用速率的环境因素模型分析及应用,1,光照强度,(1),原理：影响光反应阶段,ATP,、,H,的产生。,(2),曲线：,(4),生产中的应用：,间作套种农作物的种类配置，可合理利用光能；,适当提高光照强度，可增加大棚作物的产量。,2,CO,2,浓度,(1),原理：影响暗反应阶段,C,3,的生成。,(2),曲线：,(4),生产中的应用：,种植大棚蔬菜时，多施有机肥、人工增施,CO,2,；,大田作物应多施有机肥和实施秸秆还田，或,“,正其行，通其风,”,以保证空气顺行流通。,3,温度,(1),原理：通过影响酶的活性来影响光合速率。,(2),曲线：,(3)分析：P点对应的温度为进行光合作用的最适温度。,(4)应用：大田农作物适时种植；冬天，利用大棚种植蔬菜。,4矿质元素,(1)原理：N、Mg是构成叶绿素的成分，P是构成生物膜、,NADPH等的成分，K,+,有助于光合产物的运输。,(2)曲线：,(3)分析：PQ的形成原因是施肥过多，植物吸水困难甚至失水、进而影响光合作用。,(4)应用：合理、适量施肥。,二、影响细胞呼吸的因素分析,影响因素,比较内容,温度,氧气浓度,水分,影响原理,影响酶活性,决定呼吸类型和强度,自由水含量较高时呼吸旺盛,坐标曲线,影响因素,比较内容,温度,氧气浓度,水分,实践应用,在零上低温下贮存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量,常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间,贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗,