二轮复习：光合作用与呼吸作用专题

呼吸作用与光合作用专题复习2015年高考考试说明的要求•探究酵母菌的呼吸方式•叶绿素的提取和分离•1-3影响光合作用速率的环境因素Ⅱ叶绿体色素的提取与分离实验2010安徽卷▪29题Ⅰ影响光合作用的环境因素8分2011安徽卷▪29题Ⅰ影响光合作用的因素10分2012安徽卷▪29题Ⅰ酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的场所、条件和产物10分2013安徽卷▪30题Ⅱ光合作用速率与呼吸作用速率的测定4分2014安徽卷▪29题Ⅰ影响光合作用的环境因素10分探究酵母菌的呼吸方式实验影响光合作用速率的环境因素光合作用速率与呼吸作用速率的测定1.酵母菌的生存特点：兼性厌氧型2.有氧呼吸和无氧呼吸的反应过程（反应式）3.产物检测：（1）检测CO2①澄清石灰水：变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）②溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→变绿→再变黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）（2）检测酒精：酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量探究酵母菌的呼吸方式实验实验探究过程1.提出问题2.作出假设3.设计并进行实验4.实验现象5.实验结论①酵母菌培养液的配制：新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL质量分数为5％的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液②检测CO2的产生：装置如图实验探究过程1.提出问题2.作出假设3.设计并进行实验4.实验现象5.实验结论①酵母菌培养液的配制：新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL质量分数为5％的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液②检测CO2的产生：装置如图③检测酒精的产生：1.在A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注人1号、2号干净的试管中2.在1号、2号试管中各滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液3.并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。实验结果与结论实验结果实验结论组澄清石灰水先变浑浊，且浑浊程度更强组溴麝香草酚蓝先由变再变。酵母菌呼吸放出CO2多，且速度快号试管还是色号试管由色变色酵母菌呼吸不产生酒精；呼吸时产生酒精甲甲有氧蓝绿黄1橙2橙灰绿有氧无氧例1（2012安徽卷）为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A-F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验（见下表）（1）会产生CO2和H2O的试管有，会产生酒精的试管有，根据试管的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。（均填试管编号）（2）有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2，4-二硝基苯酚（DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解（填“能”或“不能”）继续进行。C、EB、FB、D、F线粒体内膜能-----无12有23----有123无12例2、课题小组利用下列装置探究种子萌发时的呼吸方式。①、装置1用于测定种子萌发时细胞呼吸____________量。装置2用于测定种子萌发时细胞呼吸___________________________________。②、如果25℃下经20分钟读出上装置1和装置2刻度管中着色液分别向左、向右移动，说明萌发的种子呼吸方式为______________________________。消耗的氧气二氧化碳释放量与氧气的消耗量的差值既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸③、如果该装置放置的环境不是恒温、恒压，为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正。校正装置的容器中应加入。④、如果不考虑环境因素引起实验测量误差，要确保实验数据真实反映种子的呼吸作用，此实验怎样做更严谨？理由？种子要消毒，实验装置要灭菌防止微生物的呼吸作用对实验结果产生影响等量死亡的种子叶绿体中色素的提取和分离实验1．原理解读(1)色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取绿叶中的色素。(2)各种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，反之则慢，从而使各种色素相互分离。2．实验流程3．实验成功的关键(1)选材：选取新鲜、颜色深绿的叶片，如菠菜叶，目的是提取到较多的色素。(2)提取绿叶中的色素：①叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分以保证提取较多的色素。②滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以防止滤液挥发。③称取绿叶的质量和加入无水乙醇的体积要适当，以保证提取液的浓度。(3)分离绿叶中的色素：①滤液细线不仅要细、直，而且要含有较多的色素，因此要在滤液干后，重复画2～3次。②滤纸上的滤液细线不能触及(或没入)层析液，否则会使滤液中的色素溶解于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。4．实验中几种化学物质的作用①无水乙醇作为提取液，可溶解绿叶中的色素。②层析液用于分离色素。③二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。例2、(1)在“叶绿体色素的提取和分离实验”中，将叶绿体色素进行分离的方法名称是_________。(2)某学生在实验过程中将划有滤液细线的滤纸条(已重复几次划线)插入层析液，几分种后取出观察，发现在滤纸条上无色素分带现象，而其他用同一滤液作实验的同学的滤纸条上却色素分带明显。其实验失败的原因最可能是。纸层析法滤液线浸入层析液例1、（08广东）提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是（）A、未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B、色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C、提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD、胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高层析液主要有光、温度和CO2浓度，其次是水、矿质元素。1．光(1)光照强度：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增加，但到达一定程度后，不再增加。自变量的控制：改变灯泡的功率、改变实验装置与灯泡的距离(2)光质：叶绿体中色素对不同波长的光吸收情况不同。(3)生产实践中的应用：①适当提高光照强度。②通过轮作延长全年单位土地面积上植物光合作用时间。③合理密植、间作套种，增加光合作用面积。④温室大棚用无色薄膜。影响光合作用速率的环境因素2．温度(1)影响规律：在一定范围内，光合作用强度随温度升高而增强，达到一定程度后随温度升高而迅速减弱。(2)影响机理：温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。(3)生产实践中的应用：①适时播种。②温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降温。3．CO2浓度(1)影响规律：CO2是光合作用的原料，在CO2浓度很低时，不能进行光合作用，在一定范围内，增加CO2浓度，可以增加光合作用速率，但到达一定浓度后，则不再增加。(2)生产实践中的应用：温室栽培时，适当提高CO2浓度，可采取的措施有定时通风、增施有机（农家）肥等。4．水(1)水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。(2)水影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体。(3)生产实践中的应用：预防干旱，合理灌溉5．矿质元素(1)直接或间接影响光合作用①N、Mg是叶绿素的组成元素。②P、K参与糖类运输。③P参与叶绿体膜的构成。(2)生产实践中的应用：合理施肥例1、某校生物研究性学习小组通过下列实验，验证影响光合作用的因素。实验步骤：第一步：用直径为1cm的打孔器打出叶圆片40片(避开大的叶脉)，抽去其中的气体。第二步：把抽去气体的叶圆片连同水倒入烧杯中放在黑暗处备用。第三步：按下表所示条件进行实验(4只烧杯内叶圆片数目相等）第四步：观察记录实验结果。烧杯光照（lx）温度（℃）CO2（%）16000150.226000250.0136000250.242000250.2分析回答下列问题：（1）3号和4号烧杯的实验是研究_________对光合作用强度的影响，1号和3号烧杯的实验、2号和3号烧杯的实验依次是研究________和对光合作用强度的影响。光照强度温度CO2浓度（2）上述四个烧杯中，最先浮起叶片的是______号。（3）除上述实验中影响光合作用的环境因素外，还有_____________等因素也对光合作用有重要影响。3水、无机盐例2、Ⅰ.（2014安徽卷）（10分）某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的叶片净光合速率。与对照组相比，光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是。（2）叶肉细胞间隙CO2至少需要跨层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。（3）某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为2.1mg·g-1、3.9mg·g-1、4.1mg·g-1。为提高该组数据的可信度合理的处理方法是。高蓝蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快3随即取样进行重复测定例3（2010安徽卷）为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。请回答：⑴与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是。⑵实验结果表明，在的条件下施肥效果明显，除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取措施能提高玉米的光能利用率。光照强度土壤含水量土壤含水量40%~60%合理密植光合作用与呼吸作用的联系1.物质方面：C：CO2――→暗反应(CH2O)――→呼吸ⅠC3H4O3――→呼吸ⅡCO2O：H2O――→光反应O2――→呼吸ⅢH2OH：H2O――→光反应[H]暗反应,(CH2O)――→呼吸Ⅰ、Ⅱ[H]――→呼吸ⅢH2O2.能量方面：光能――→光反应ATP――→暗反应(CH2O)――→细胞呼吸热能ATP3．光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2及(CH2O)含量的影响模型图分析4．[H]和ATP的来源去向分析光合作用有氧呼吸无氧呼吸[H]来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段无氧呼吸第一阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2用于第二阶段还原丙酮酸ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生只在第一阶段产生去向用于C3还原用于各项生命活动(植物的光合作用C3的还原除外)5．细胞呼吸方式的判断方法(1)根据原料判断：消耗O2→有氧呼吸。(2)根据产物判断。①有H2O生成→有氧呼吸②是否产生CO2无CO2产生→只进行无氧呼吸产物为乳酸有CO2生成CO2产生量＝O2消耗量→只进行有氧呼吸CO2产生量O2消耗量→既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸O2消耗量＝0→只进行无氧呼吸产物为酒精和CO2③产生酒精酒精量＝CO2量→进行无氧呼吸酒精量CO2量→既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸④产生乳酸产生乳酸不产生CO2→只进行无氧呼吸产生乳酸和CO2→既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸光合作用速率与呼吸作用速率的测定(1)净光合速率的表示方法：将植物置于光下，测定单位时间实验容器中O2增加量（O2释放量）、CO2减少量（吸收量）或有机物的增加量（积累量）。(2)真光合速率的表示方法：单位时间O2产生量、CO2固定量或有机物的合成量（制造量）。(3)呼吸速率的表示方法：将植物置于黑暗中，测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。(4)真光合速率的计算方法：净光合速率+呼吸速率(5)净光合速率的测定方法(如图)：①NaHCO3溶液作用：玻璃瓶中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。②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，毛细管内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积即是净光合速率。③条件：整个装置必须置于光下。如何测定呼吸速率？如何计算真光合速率？NaOH溶液光照黑暗例1、右图是探究植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度。该装置放在20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2ml，毛细管内的水滴在位置x。30分钟后，针筒的容量需要调至0.6ml的读数，才能使水滴仍维持在x的位置。据此实