2014高考(ɡāokǎo)生物課件：第三單元-第4節(jié)-光合作用和細(xì)胞呼吸中相關(guān)曲線的拓展第一頁，共44頁。1．有關(guān)光合作用與呼吸作用的變化(biànhuà)曲線的分析有關(guān)光合作用和呼吸作用關(guān)系的變化(biànhuà)曲線圖中，最典型的就是夏季的一天中CO2吸收和釋放變化(biànhuà)曲線圖，如圖1所示：抓綱扣本·夯實(shí)(hānɡshí)根底常見(chánɡjiàn)類型研析第二頁，共44頁。第三頁，共44頁。曲線的各點(diǎn)含義(hányì)及形成原因分析a點(diǎn)：凌晨3時～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少；b點(diǎn)：上午6時左右，太陽出來，開始進(jìn)行光合作用；bc段：光合作用小于呼吸作用；c點(diǎn)：上午7時左右，光合作用等于呼吸作用；第四頁，共44頁。ce段：光合作用大于呼吸作用；d點(diǎn)：溫度過高，局部氣孔關(guān)閉，出現(xiàn)“午休〞現(xiàn)象；e點(diǎn)：下午6時左右，光合作用等于呼吸作用；ef段：光合作用小于呼吸作用；fg段；太陽落山，停止(tíngzhǐ)光合作用，只進(jìn)行呼吸作用。第五頁，共44頁。2．有關(guān)(yǒuguān)有機(jī)物情況的分析(見圖2)第六頁，共44頁。(1)積累有機(jī)物時間段：ce段；(2)制造有機(jī)物時間段：bf段；(3)消耗有機(jī)物時間段：og段；(4)一天(yītiān)中有機(jī)物積累最多的時間點(diǎn)：e點(diǎn)；(5)一晝夜有機(jī)物的積累量表示：SP－SM－SN。第七頁，共44頁。3．在相對密閉的環(huán)境中，一晝夜CO2含量(hánliàng)的變化曲線圖(見圖3)第八頁，共44頁。(1)如果(rúguǒ)N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加；(2)如果(rúguǒ)N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少；(3)如果(rúguǒ)N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變；(4)CO2含量最高點(diǎn)為c點(diǎn)，CO2含量最低點(diǎn)為e點(diǎn)。第九頁，共44頁。4．在相對密閉的環(huán)境下，一晝夜(zhòuyè)O2含量的變化曲線圖(見圖4)(1)如圖N點(diǎn)低于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜(zhòuyè)，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量減少；(2)如果N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜(zhòuyè)，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量增加；(3)如果N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說明經(jīng)過一晝夜(zhòuyè)，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量不變；(4)O2含量最高點(diǎn)為e點(diǎn)，O2含量最低點(diǎn)為c點(diǎn)。第十頁，共44頁。第十一頁，共44頁。5．用線粒體和葉綠體表示(biǎoshì)兩者關(guān)系第十二頁，共44頁。第十三頁，共44頁。圖5、圖6中表示O2的是②③⑥；圖中表示CO2的是①④⑤。圖6中：ob段：只有呼吸作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)⑤⑥；bc段：呼吸作用大于光合作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)③④⑤⑥；c點(diǎn)：呼吸作用等于光合作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)③④；ce段：呼吸作用小于光合作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)①②③④；e點(diǎn)：呼吸作用等于光合作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)③④；ef段：呼吸作用大于光合作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)③④⑤⑥；fg段：只有呼吸作用應(yīng)有(yīnɡyǒu)⑤⑥。第十四頁，共44頁。6．植物葉片細(xì)胞內(nèi)三碳化合物含量(hánliàng)變化曲線圖(見圖7)第十五頁，共44頁。AB時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP和NADPH，三碳化合物不能被復(fù)原，含量較高。BC時間段：隨著光照逐漸增強(qiáng)，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸增加，三碳化合物不斷(bùduàn)被復(fù)原，含量逐漸降低。CD時間段：由于發(fā)生“午休〞現(xiàn)象，局部氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入減少，三碳化合物合成減少，含量最低。第十六頁，共44頁。DE時間段：關(guān)閉(guānbì)的氣孔逐漸張開，CO2進(jìn)入增加，三碳化合物合成增加，含量增加。EF時間段：隨著光照逐漸減弱，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸減少，三碳化合物被復(fù)原消耗的越來越少，含量逐漸增加。FG時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP和NADPH，三碳化合物不能被復(fù)原，含量較高。第十七頁，共44頁。7．植物(zhíwù)葉片細(xì)胞內(nèi)五碳化合物含量變化曲線圖(見圖8)第十八頁，共44頁。AB時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP和NADPH，三碳化合物不能被復(fù)原成五碳化合物，五碳化合物含量較低。BC時間段：隨著光照逐漸增強(qiáng)，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸增加，三碳化合物不斷被復(fù)原成五碳化合物，五碳化合物含量逐漸增加。CD時間段：由于發(fā)生“午休〞現(xiàn)象，局部氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入減少(jiǎnshǎo)，五碳化合物固定合成三碳化合物減少(jiǎnshǎo)，含量最高。第十九頁，共44頁。DE時間段：關(guān)閉的氣孔逐漸張開，CO2進(jìn)入增加，五碳化合物固定生成(shēnɡchénɡ)三碳化合物合成增加，五碳化合物含量減少。EF時間段：隨著光照逐漸減弱，葉綠體中產(chǎn)生ATP和NADPH逐漸減少，三碳化合物復(fù)原成五碳化合物越來越少，五碳化合物含量逐漸減少。FG時間段：夜晚無光，葉綠體中不產(chǎn)生ATP或NADPH，三碳化合物不能被復(fù)原成五碳化合物，五碳化合物含量較低。第二十頁，共44頁。1．(2012·重慶)長葉刺葵是棕櫚科熱帶植物。為了解其引種到重慶某地后的生理狀況，某研究小組在水分(shuǐfèn)充足、晴朗無風(fēng)的夏日，觀測得到了該植物光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢圖(以下圖)。隨堂鞏固達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(xùnliàn)·技能過關(guān)第二十一頁，共44頁。注：氣孔導(dǎo)度越(dùyuè)大，氣孔開啟程度越(dùyuè)大第二十二頁，共44頁。據(jù)圖分析：(1)光合作用消耗ATP最快的時刻是________。根吸水能力最強(qiáng)的時刻是________。(2)直接引起蒸騰速率變化的生理(shēnglǐ)指標(biāo)是________；推測導(dǎo)致12∶00時光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素主要是________(填“光照〞或“CO2〞)。(3)在14∶00時假設(shè)適當(dāng)提高CO2濃度，短時間內(nèi)葉綠體中[H]含量的變化是________。第二十三頁，共44頁。解析(1)消耗ATP最快的時刻即為暗反響最快的時刻，即光合速率最大的時刻，為圖中的10∶00。根吸收的水分有99%用于蒸騰作用，故根吸水能力最強(qiáng)時也就是蒸騰速率最大時，即圖中的12∶00。(2)從圖中可以看出，氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率兩曲線趨勢一致，因此引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是氣孔導(dǎo)度。夏季12∶00時，氣孔導(dǎo)度最大，此時氣孔開啟程度最大，CO2供給充足，因此導(dǎo)致光合速率出現(xiàn)低谷的環(huán)境因素是光照。(3)14∶00時光合速率相對較高，假設(shè)此時適當(dāng)提高CO2濃度，會使C3化合物含量上升，用于復(fù)原C3化合物的[H]增多(zēnɡduō)，故[H]含量降低。第二十四頁，共44頁。答案(dáàn)(1)10∶0012∶00(2)氣孔導(dǎo)度光照(3)降低第二十五頁，共44頁。2．(2012·浙江)某植物在停止供水和恢復(fù)(huīfù)供水條件下，氣孔開度(即氣孔開放程度)與光合速率的變化如以下圖所示。請答復(fù)：第二十六頁，共44頁。(1)停止供水后，光合速率下降。這是由于水是________的原料，又是光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)________的主要介質(zhì)。(2)在溫度、光照相同的條件下，圖中A點(diǎn)與B點(diǎn)相比，光飽和點(diǎn)低的是____________點(diǎn)，其主要原因是_______________________________________。(3)停止供水一段時間后，葉片發(fā)黃，原因是______________________________。此時類囊體結(jié)構(gòu)破壞，提供給碳反響的______減少。(4)生產(chǎn)實(shí)踐中，可適時噴施植物激素(jīsù)中的____________，起到調(diào)節(jié)氣孔開度的作用。第二十七頁，共44頁。解析(1)水是綠色植物光合作用的原料，同時也是無機(jī)鹽離子及光合產(chǎn)物在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕橘|(zhì)。停止供水后，光合速率會下降。(2)比較分析圖像中的A、B兩點(diǎn)：B點(diǎn)時由于已經(jīng)停止供水，氣孔開度相對較小，那么CO2的吸收量相對減少，生成的C3減少，到達(dá)光飽和點(diǎn)時所需光反響提供的NADPH和ATP量減少，因此光飽和點(diǎn)較低。(3)停止供水一段時間后，由于無機(jī)鹽及有機(jī)物的運(yùn)輸受阻，葉綠素合成速率減慢甚至停止，類胡蘿卜素顏色逐漸顯露出來，呈現(xiàn)(chéngxiàn)黃色，假設(shè)此時類囊體結(jié)構(gòu)破壞，光反響提供給碳反響的NADPH和ATP將相對減少。(4)在缺水條件下，植物葉片中脫落酸的含量增多，引起氣孔關(guān)閉，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用脫落酸作為抗蒸騰劑噴施植物葉片，使氣孔關(guān)閉，以降低蒸騰速率。第二十八頁，共44頁。答案(1)光合作用運(yùn)輸(2)B氣孔開度降低，CO2吸收減少(答出一項即可)(3)葉綠素合成速度變慢或停止(或葉綠素分解)，類胡蘿卜素(húluóbosù)的顏色顯露出來(答出一項即可)NADPH和ATP(4)脫落酸第二十九頁，共44頁。3．(2012·全國)金魚藻是一種高等沉水植物，有關(guān)研究結(jié)果(jiēguǒ)如以下圖所示(圖中凈光合速率是指實(shí)際光合速率與呼吸速率之差，以每克鮮重每小時釋放O2的微摩爾數(shù)表示)。第三十頁，共44頁。第三十一頁，共44頁。據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)該研究探討了____________對金魚藻____________的影響。其中，因變量是___________。(2)該研究中凈光合速率到達(dá)(dàodá)最大時的光照度為______________1x。在黑暗中，金魚藻的呼吸速率是每克鮮重每小時消耗氧氣________μmol。(3)該研究中凈光合速率隨pH變化而變化的主要原因是_______________________________________。第三十二頁，共44頁。解析解答此題時需要靈活分析不同條件對植物光合速率的影響，分析并提取題干中的信息，并注意分析所給曲線(qūxiàn)的含義，特別是橫、縱坐標(biāo)的含義。(1)從所給圖示可以看出，圖中橫坐標(biāo)分別為光照度、光照度、NaHCO3濃度、pH，所以研究探討的應(yīng)該是外界條件(光照度、NaHCO3濃度、pH)對金魚藻凈光合速率的影響，因變量是凈光合速率。第三十三頁，共44頁。(2)從b圖可以看出，當(dāng)光照度超過12.5×103lx時，凈光合速率不再增加。從a圖可以看出，當(dāng)光照度為0時，金魚藻凈光合速率為－8，此時(cǐshí)為無光條件，實(shí)際光合速率為0，由題干中所給信息可知，此時(cǐshí)金魚藻呼吸速率為8μmol·g－1·h－1。(3)pH主要通過影響相關(guān)酶的活性來影響光合速率。第三十四頁，共44頁。答案(dáàn)(1)光照度、pH、NaHCO3濃度凈光合速率凈光合速率(2)12.5×1038(3)酶活性受pH的影響第三十五頁，共44頁。4．(2012·四川)科研人員獲得一種葉綠素b完全缺失的水稻突變體，該突變體對強(qiáng)光照環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)。請答復(fù)：(1)提取水稻突變體的光合色素，應(yīng)在研磨葉片時參加____________________，以防止(fángzhǐ)色素被破壞。用紙層析法別離該突變體葉片的光合色素，缺失的色素帶應(yīng)位于濾紙條的________________。第三十六頁，共44頁。(2)該突變體和野生型水稻的O2釋放速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系如右圖所示。當(dāng)光照強(qiáng)度為n時，與野生型相比，突變體單位(dānwèi)面積葉片中葉綠體的氧氣產(chǎn)生速率________。當(dāng)光照強(qiáng)度為m時，測得突變體葉片氣孔開放程度比野生型更大，據(jù)此推測，突變體固定CO2形成__________的速率更快，對光反響產(chǎn)生的________消耗也更快，進(jìn)而提高了光合放氧速率。第三十七頁，共44頁。(3)如果水稻出現(xiàn)葉綠素a完全缺失的突變(tūbiàn)，將無法進(jìn)行光合作用，其原因是__________________。第三十八頁，共44頁。解析(1)在“綠葉中色素的提取和別離〞實(shí)驗中，研磨(yánmó)葉片時要參加少量的CaCO3，以防止研磨(yánmó)過程中色素被破壞。由于葉綠素b在層析液中的溶解度最低，用紙層析法別離色素時，葉綠素b應(yīng)該出現(xiàn)在濾紙條的最下端。第三十九頁，共44頁。(2)當(dāng)光照強(qiáng)度為0時，O2的釋放速率為植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。當(dāng)光照強(qiáng)度為n時，突變體和野生型O2釋放速率相同，即凈光合作用強(qiáng)度相等。但是根據(jù)圖中光照強(qiáng)度為0時與縱軸的交點(diǎn)來看，野生型水稻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度小于突變體水稻的，說明此時突變體的真光合作用強(qiáng)度大于野生型的，即單位面積葉片中葉綠體的O2產(chǎn)生速率大于野生型的。當(dāng)光照強(qiáng)度為m時，突變體葉片氣孔(qìkǒng)開放程度比野生型大，那么其固定CO2能力強(qiáng)。在光合作用過程中