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1、细胞呼吸和光合作用的综合应用【三年考情分析】细胞呼吸与光合作用是细胞代谢的重点内容，也是高考的常考知识点。对近三年高考分析如下：考查点 近三年考情统计光合速率与呼吸速率的综合考查2013江苏T33、2013福建T26、2013浙江T30、2012山东T2、2012天津T5、2012广东T26、2011安徽T29种子萌发的分析2013新课标全国卷T29、2013山东T25、2012新课标全国卷T29【分类突破通关】类型一 光合速率与呼吸速率的综合考查【通关典例】(2012天津高考)设置不同CO2浓度，分组光照培养蓝藻，测定净光合速率和呼吸速率(光合速率=净光合速率+呼吸速率)，结果见图。据图判断
2、，下列叙述正确的是()A.与d3浓度相比，d1浓度下单位时间内蓝藻细胞光反应生成的H多B.与d2浓度相比，d3浓度下单位时间内蓝藻细胞呼吸过程产生的ATP多C.若d1、d2、d3浓度下蓝藻种群的K值分别为K1、K2、K3，则K1K2K3D.密闭光照培养蓝藻，测定种群密度及代谢产物即可判断其是否为兼性厌氧生物【解题指南】(1)理论基础：光合速率随CO2浓度的变化而变化，在一定范围内随CO2浓度的增大而增大，超过一定范围后，随CO2浓度的增大而减小。(2)曲线两端出现差异的原因：CO2浓度低时，光合速率低，产生O2少，细胞呼吸也弱；CO2浓度高时，抑制细胞呼吸，细胞代谢也随之降低，光合速率下降。【
3、解析】选A。d1浓度下光合速率大于d3浓度下的，因此d1浓度下蓝藻细胞光反应产生的H多，故A选项正确；d2浓度下呼吸速率大于d3浓度下的，因此d3浓度下的蓝藻细胞呼吸产生的ATP少，故B选项错误；由于d2浓度下净光合速率最大，d1、d3浓度下的净光合速率相等，因此，三种浓度下的蓝藻种群的K值大小关系为K2K1=K3，故C选项错误；若要判断蓝藻是否是兼性厌氧生物，需要设置有氧、无氧两种条件，在没有光合作用影响O2的产生，其他条件相同且适宜的情况下进行验证，故D选项错误。【通关锦囊】光合速率与呼吸速率的区别与联系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法：项目 常用表示方法真正光合速率O2产生(生成)速
4、率CO2固定速率有机物产生(制造、生成)速率净(表观)光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率2.光合速率与呼吸速率的关系：(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数值表示净光合速率。(3)真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：光合作用产生O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗O2量光合作用固定CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放CO2量光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄
5、糖量3.光合速率与植物生长：(1)当净光合速率0时，植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率=0时，植物不能生长。(3)当净光合速率0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。【通关特训】(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。注：“-”表示未测数据。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(molCO2/m2s)A新叶展开前19-2.8B新叶展开中87 1.1 55 1.6C新叶展开完成100 2.9 81 2.7D新叶已成熟100 11.1 100 5.8(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是
6、：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。【解题指南】解答本题的关键是：(1)纵向分析表格数据，明确叶片发育过程中各指标的变化规律。(2)横向分析表格数据，明确叶片每个发育阶段净光合速率和其他各指标的关系。【解析】(1)影响光合速率的因素有外因(光照强度、温度、二氧化碳浓度等)和内
7、因(叶绿素的含量、酶等)，结合表格中的信息，B组叶绿素含量为1.1 mg/gfw，叶绿素含量低，气孔开放程度比较低，仅为55%，二氧化碳吸收量比较少，导致光合速率较低。(2)A叶片净光合速率为-2.8mol CO2/m2s，即光合速率小于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸，产生酒精。D叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减弱，而光反应不变，导致ATP增多。(3)相比成熟叶片，幼嫩的叶是合成生长素的主要部位之一；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，从表中可推知，由于总叶绿素含量增加，因此D的叶肉细胞的叶绿体中，基
8、粒明显增多。(4)细胞分裂使细胞数目增多，导致叶面积增大；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。答案：(1)气孔开放度相对低二氧化碳供应不足(2)酒精增多(3)低基粒(4)细胞分裂基因的选择性表达【加固训练】(2013福建高考)为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如下图。请回答：(1)细胞有氧呼吸生成CO2的场所是，分析图中A、B、C三点，可知点在单位时间内与氧结合的H最多。(2)图中结果显示，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有作用，其中mmol
9、L-1的KNO3溶液作用效果最好。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍，地上部分叶色变黄，叶绿素含量减少，使光反应为暗反应提供的H和减少；根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，实验过程中能否改用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标？请分析说明：。【解析】本题考查细胞呼吸的场所、影响因素以及光合作用的相关知识。(1)细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体，生成CO2的场所是线粒体基质，比较A、B、C三点可以看出A点的有氧呼吸速率最高，单位时间内产生的与氧结合的H最多。(2)比较4条曲线可以看出：KNO3溶液能有效地减缓水淹对根细胞有氧呼吸的抑制，且一定浓度范围内浓度越高减缓效果越好。(3)当叶片变黄叶
10、绿素含量减少时，光反应产生的H和ATP减少，光合作用减弱；根系缺氧，有氧呼吸受抑制，无氧呼吸增强，但不能用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标，因为植物的无氧呼吸仍然能够产生CO2。答案：(1)线粒体基质A(2)减缓30(3)ATP不能，因为无氧呼吸也能产生CO2类型二 种子萌发的分析【通关典例】(2013山东高考)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：(1)阶段和大豆种子的鲜重增加明显，阶段中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为。阶段中，种子胚细胞内水的主要存在形式是。(2)阶段期间，大豆种子胚细胞合成的解除种子休眠，促进种子萌发。阶段中根向地生长的原因是分布不均，使根的近地侧生长受到。(3
11、)若测得阶段种子吸收O2与释放CO2的体积比为13，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为。(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分别为、。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过提高光合作用强度以增加产量。【解题指南】(1)理论基础：种子萌发需要的外部条件：随自由水增多，细胞代谢活动增强；子叶出土后进行光合作用，受外部环境因素的影响。(2)叶绿体内C5和ATP含量变化分析：CO2停止供应，消耗的C5减少，生成的C3减少，C3还原消耗的ATP和H减少。【解析】本题主要考查大豆种子萌发过程及幼苗阶段的细胞代谢
12、和激素调节。(1)水分子的跨膜运输方式是自由扩散；阶段种子新陈代谢强度比较大，细胞内的水主要以自由水的形式存在。(2)打破种子的休眠，促进种子萌发的激素是赤霉素；根的向地性产生的原因是生长素的运输受重力因素的影响，使近地侧生长素浓度高于远地侧生长素浓度，但根对生长素较敏感，生长素浓度高使根的生长受到抑制而长得慢，远地侧生长素浓度低但生长得快，表现为根的向地性。(3)根据题意假设O2的吸收量为1 mol，则CO2的释放量为3 mol，则有氧呼吸时：C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O 1 6 61/6 mol 1 mol 1 mol无氧呼吸时：C6H12O6 2C2H5OH+2
13、CO2121 mol2 mol所以无氧呼吸消耗葡萄糖的量有氧呼吸消耗葡萄糖的量=61。酶酶(4)突然停止CO2的供应以后，导致CO2的固定减弱，所以消耗的C5减少，而光反应不变，短时间内C3还原生成C5不受影响，所以C5的含量增加；同时由于生成的C3减少，消耗光反应中H和ATP的量减少，所以ATP的含量增加；“正其行，通其风”的目的是通过增加CO2浓度来增强光合作用强度以增加产量。答案：(1)自由扩散自由水(2)赤霉素(或GA)生长素(或IAA)抑制(3)61(4)升高(或增加)升高(或增加)增加CO2浓度【通关锦囊】种子萌发过程的条件及变化分析1.萌发条件：(1)外部条件：适宜的温度、水分和
14、充足的氧气。(2)内部条件：胚是活的，不在休眠期。2.物质变化：(1)水分的变化：先吸胀吸水再渗透吸水，萌发前期是吸胀吸水，萌发后期是渗透吸水。种子吸水使自由水增多，代谢增强。(2)有机物变化：随着萌发过程中种子细胞呼吸增强，细胞内小分子有机物增多。3.干重变化：种子萌发初期，种子中的脂肪等物质转化和分解，进行细胞呼吸而为种子萌发提供能量，物质消耗增多，干重下降；子叶出土后，进行光合作用，干重会逐渐升高。【通关特训】(2013新课标全国卷)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗
15、环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。回答下列问题：(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见色的脂肪颗粒。(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是(填“C”“N”或“O”)。(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是和。【解析】本题考查种子萌发及其相关物质转化过程，考查实验的分析及对信息的理解运用能力。(1)脂肪的鉴定常用苏丹染液，染色后的脂肪颗粒呈橘黄色，或用苏丹染液，染色后的脂肪颗粒呈红色。(2)种子在萌发的过程中
16、，脂肪水解需要水的参与，此时水解产物的干重将增加，因此干重增加的元素主要是O而不是C、N。(3)由题干可知，第11 d时干重减少了90%，此时如果要增加种子干重，萌发的种子此时只能通过光合作用来进行，而光合作用进行时必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。答案：(1)苏丹(或苏丹)橘黄(或红)(2)O(3)光照所需的矿质元素离子【加固训练】(2012新课标全国卷)将玉米种子置于25、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图回答下列问题。(1)萌发过程中胚
17、乳组织中的淀粉被水解成，再通过作用为种子萌发提供能量。(2)萌发过程中在小时之间种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速率为mg粒-1d-1。(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是，原因是。【解析】本题考查种子萌发过程中营养物质的变化规律。(1)种子萌发时，种子中的大分子有机物分解成小分子物质，一方面参与细胞呼吸供能，另一方面用于合成幼苗的新物质。淀粉被水解成葡萄糖，参与细胞呼吸，为种子萌发提供能量。(2)观察萌发种子干重变化曲线，可见在72小时到96小时之间种子干重减少最多，
18、此时呼吸速率最大，该段时间每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2-177.7=26.5(mg)。(3)种子萌发过程中，减少的胚乳一方面用于细胞呼吸，另一方面用于合成幼苗的新物质，所以，胚乳中营养物质转化成幼苗的组成物的量=胚乳干重的减少量-幼苗干重的减少量，其最大转化速率应在96小时到120小时之间，即(118.1-91.1)-(177.7-172.7)=22(mg粒-1d-1)。(4)120小时后幼苗形成，但仍处于黑暗中，幼苗不能进行光合作用，细胞呼吸消耗有机物，导致幼苗干重下降。答案：(1)葡萄糖呼吸(2)729626.5(3)22(4)下降幼苗呼吸作用消耗有机物，且不能进行光合作用谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH