1、1考点加强课 1 光合作用与呼吸作用的关系级影响因素突破点 1 光合作用与呼吸作用的关系高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。【例证】 （2017全国卷，29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。据图回答下列问题：（1）图中代表的物质依次是 、 、 、 ，H代表的物质主要是_。（2）B 代表一种反应过程，C 代表细胞质基质，D 代表线粒体，则 ATP 合成发生在 A 过程，还发生在 （填“B 和 C”“C 和 D”或“B 和 D”） 。（3）C 中的丙酮酸可以转化成
2、酒精，出现这种情况的原因是_。解析 （1）光合作用光反应阶段，水光解形成 NADPH 和氧气，因此图中是 O2；可形成NADPH，应为 NADP ；可形成 ATP，应为 ADPPi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此表示 C5。细胞呼吸过程中产生的H代表的物质主要是 NADH。（2）图中 A 表示光反应阶段，B 表示暗反应阶段，C 代表细胞质基质（可发生细胞呼吸的第一阶段） ，D 代表线粒体（可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段） ，其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成 ATP，而暗反应阶段不但不能合成 ATP 还会消耗 ATP。因此，ATP合成发生在 A 过程，还发生在 C 和
3、 D。（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下，转化成酒精和二氧化碳。答案 （1）O 2 NADP ADP 和 Pi C 5 NADH（2）C 和 D（3）缺氧光合作用与有氧呼吸中H、ATP 来源与去路21.光合作用与细胞呼吸的关系2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系（1）过程联系（2）物质联系C 元素：CO 2 （CH 2O） C3H4O3 CO2 暗 反 应 有 氧 呼 吸 有 氧 呼 吸 O 元素：H 2O O2 H2O 光 反 应 有 氧 呼 吸 H 元素：H 2O H （CH 2O） H H2O 光 反 应 暗 反 应 有 氧 呼 吸
4、 、 有 氧 呼 吸 （3）能量联系考向 光合作用与有氧呼吸的内在关系31.（2014全国卷，6）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（ ）A.磷酸是光反应中合成 ATP 所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析 人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳酸此种情况下不再供能，C 错误。答案 C2.（2018全国百所名校联考卷）如图为植物细胞代谢的部分过程简图，为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（ ）A.若植物缺 Mg，则首
5、先会受到显著影响的是B.的进行与密切相关，与无直接关系C.蓝藻细胞中发生在类囊体薄膜上，发生在叶绿体基质中D.叶肉细胞内中 O2的产生量小于中 O2的消耗量，则该细胞内有机物的总量将减少解析 Mg 是合成叶绿素的成分。光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收、传递、转化光能，若植物缺 Mg 则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是（光反应过程） ，A正确；一般情况下，植物细胞吸收无机盐的方式是主动运输，需要消耗能量，故与（细胞呼吸过程）密切相关，与（光反应过程）无直接关系，B 正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体，C 错误；图中光反应过程中 O2的产生量小于有氧呼吸过程中
6、O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量0，该细胞内有机物总量将减少，D 正确。答案 C突破点 2 影响光合作用的因素（5 年 13 考）纵观近年高考，光合作用、细胞呼吸两大生理过程已成为必考内容，既是重点、又是热点，题目难度大，区分度高，综合性强，题型既有选择题，更有简答、曲线模型分析、图表数据分析与处理，甚至以实验探究题形式呈现，考查内容常涉及光合作用与细胞呼吸内在关系、光合作用的影响因素（单因子影响、多因子综合影响）总光合速率、净光合速率及呼吸速率变化，尤其涉及密闭环境中 CO2（或 O2）变化状况测定与分析等，由于相关内容在教材中讲4授较少，但备考需深、透、广，特设置本课，以求对上述重点
7、内容的针对性突破！【例证 1】 （2017全国卷，30） 植物的 CO2补偿点是指由于 CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的 CO2浓度，已知甲种植物的 CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_，甲种植物净光合速率为 0 时，乙种植物净光合速率 （填“大于 0”、 “等于 0”或“小于 0”） 。（2）若将甲种植物密闭在无 O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是_。解析 （1）在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率
8、，导致密闭容器内 CO2 浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的 CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为 0 时（即 CO2补偿点时）的二氧化碳浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此其净光合速率大于 0。（2）若将甲种植物密闭在无 O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。答案 （1）植物在光下光合作用吸收 CO2的量大于呼吸作用释放 CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低 大于 0（2）甲种植物在光下进行光合作用释放的 O2使密闭小室中 O2增加，而 O2与有机物分解产生的H
9、发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当 O2增多时，有氧呼吸增加【例证 2】 （2014全国卷，29）某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：（1）当 CO2浓度为 A 时，高光强下该植物的净光合速率为 。CO 2浓度在 A B 之间时，曲线 表示了净光合速率随 CO2浓度的增高而增高。（2）CO 2浓度大于 C 时，曲线 b 和 c 所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是_。（3）当环境中 CO2浓度小于 A 时，在图示的 3 种光强下，该植物呼吸作用产生的 CO2量 5（填“大于” 、 “等于”或“小于” ）光合作用吸收的 CO2量。（4）据图可推测，在温室中
10、，若要采取提高 CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑 这一因素的影响，并采取相应措施。慧眼识图 获取信息答案 （1）0 a、 b、 c （2）光强 （3）大于 （4）光强1.内部因素（1）植物自身的遗传特性（如植物品种不同）以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。曲 线 分 析 ： 补 偿 点 A A饱 和 点 B B应 用 ： 间 作 套 种 )（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。2.外部因素（1）单因子变量对光合作用影响的曲线分析光照强度6CO 2浓度温度必需矿质元素（N、P、Mg、K 等）（2）多因子对光合速率的影响7曲线分析：OP 段：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的
11、因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。PQ 段：曲线变化受横坐标所表示的因子与坐标曲线中另一因子的共同控制，如 A 图受光照强度与温度的共同影响。Q 点之后的线段：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加 CO2浓度，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2浓度以提高光合速率。考向 1 光补偿点与光饱和点的移动（2017烟台一模）如图表示在适宜温度和一定的 CO2浓度条件下，测定的甲、乙两种绿色植物在不同光照强度下氧气的释放
12、速率曲线。回答下列问题：（1）叶绿体中色素的功能是_。（2）甲植物中 A 点的值是在 条件下测定的。把甲植物从 C 点对应的光照强度转移至 B 点对应的光照强度，短时间内叶绿体中 C5含量将 （填“增加”或“减少” ） 。（3）若光照强度不变，与正常情况相比，环境中 Mg2 减少时，图中 D 点将 （填“上移”或“下移” ） ，原因是_。（4）图中甲、乙两种植物在不同光照强度下 O2释放速率的差异是_。解析 （1）叶绿体中光合色素的作用是吸收、传递和转换光能。 （2） A 点的光照强度为 0，8其数值表示在黑暗条件下测定的呼吸速率。 C 点对应的光照强度大于 B 点，因此把甲植物从C 点对应的
13、光照强度转移到 B 点对应的光照强度条件下，光照强度降低，光反应减弱，产生的H和 ATP 减少，C 3的还原过程减弱，C 5的消耗不变，则短时间内叶绿体中 C5的含量减少。（3） D 点表示甲植物达到最大净光合速率，若环境中 Mg2 减少，叶绿素的合成受阻，光反应减弱，总光合速率下降，净光合速率也将下降，故 D 点将下移。 （4）由图可知，甲、乙两种植物 O2释放速率曲线交于 C 点， C 点之前，甲植物的 O2释放速率小于乙植物的 O2释放速率； C 点之后，甲植物的 O2释放速率大于乙植物的 O2释放速率。答案 （1）吸收、传递和转换光能（2）无光 减少（3）下移 Mg 2 减少导致叶绿素
14、合成减少，使光反应速率下降，合成的 ATP 和H减少，C 3的还原速率下降，总光合作用速率下降，净光合速率也随之下降（答案合理即可）（4） C 点之前 O2的释放速率甲植物小于乙植物， C 点之后 O2的释放速率甲植物大于乙植物（答案合理即可）考向 2 多角度考查外界因素对光合速率的影响（2018湖北襄阳一调，9）为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了实验研究，实验结果如图所示，实验数据为植株在不同条件下 CO2的吸收速率（mg/h） 。据图分析，下列说法中正确的是（ ）A.图中影响马铃薯植株光合速率的因素有 CO2浓度和温度B.在弱光、CO 2浓度为 0.03%、2
15、0 条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无 O2产生C.马铃薯植株在适当遮阴、CO 2、浓度为 0.03%、40 条件下，光照强度不是限制因素D.实验中马铃薯植株 CO2固定速率最大所需的条件是全光照、CO 2浓度为 1.22%和 35 解析 分析曲线图可知，图中影响马铃薯植株光合速率的因素有 CO2浓度、温度和光照强度，A 错误；在弱光、CO 2浓度为 0.03%、20 条件下，曲线中显示此时植株的 CO2吸收速率为0，表示此时植株的光合速率等于呼吸速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有 O2产生，B 错误；CO 2浓度为 0.03%、40 时，在弱光、适当遮阴
16、以及全光照三种条件下，植物的 CO2吸收速率即净光合速率逐渐增大，说明在适当遮阴、CO2浓度为 0.03%、40 条件下，光照强度仍然是限制光合速率的因素，C 错误；曲线图纵轴的 CO2吸收速率表示净光合速率，而 CO2固定速率表示总光合速率（净光合速率呼吸速率） ，黑暗条件下的曲线表示不同温度下的呼吸速率，对比可知全光照、CO 2浓度为91.22%、35 时，植株总光合速率（CO 2固定速率）最大，D 正确。答案 D考向 3 影响光合速率的因素及应用【典例】 （2016全国卷，29）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对 A 品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的 A 品种小
17、麦植株分为 5 组，1 组在田间生长作为对照组，另 4 组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和 CO2浓度等条件与对照组相同，于中午 12：30 测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：对照组实验组一实验组二实验组三实验组四温度/ 36 36 36 31 25实验处理 相对湿度/% 17 27 52 52 52实验结果光合速率/（mgCO 2dm2 h1 ）11.1 15.1 22.1 23.7 20.7回答下列问题：（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是 ，依据是_；并可推测， （填“增加”或“降低” ）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用
18、“午休”的程度。（2）在实验组中，若适当提高第 组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是_。（3）小麦叶片气孔开放时，CO 2进入叶肉细胞的过程 （填“需要”或“不需要” ）载体蛋白， （填“需要”或“不需要” ）消耗 ATP。解析 （2）比较实验组二、三、四可知小麦光合速率在 31 时高于另外两组，由此推知，小麦光合作用的最适温度在 31 左右，而第四组的 25 还远低于最适温度，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。答案 （1）相对湿度 相同温度条件下，相对湿度改变时，光合速率变化较大 增加 （2）四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 （3）不需要 不
19、需要在影响光合作用的因素中，光照强度、温度、二氧化碳浓度等指的是外界影响因素，而影响光合作用的内部因素通常指的是叶绿素的含量、酶的数量（或活性）等，回答影响因素这类问题时，要注意审清题中需要回答的是外界影响因素还是内部影响因素；针对曲线模型，10在曲线上升阶段，限制因素为横坐标表示的因子，当曲线不再上升时，要从内部因素（如色素含量、酶活性等）和横坐标表示的因子之外的环境因素（如温度、CO 2浓度等）进行分析；若为表格，则应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。 【即学即练】（2017江西三校联考，33）草莓是一种重要经济作物之一，对其光合作用和呼吸作用进行研究，可以指导草莓的生产。图 1 是某研
20、究小组以草莓为材料所做相关实验的结果；图 2 表示草莓不同生长发育期（分别为幼苗期、营养生长期和生殖生长期）光合作用合成量与光照强度之间的关系；图 3 表示温度对草莓光合作用和呼吸作用的影响（以测定的放氧和耗氧速率为指标） 。（1）图 1 中， Q 点和 P 点相比，限制草莓单株光合强度的主要外界因素有 等。图 2 曲线 Z1、Z 2、Z 3的差异表现在光合作用中 （填“光” 、 “暗”或“光和暗” ）反应的不同。（2）由图 3 可知，适合草莓生长的最适温度是 。若一直处于 M 点条件下，该植物 （填“能”或“不能” ）表现出生长现象。气孔是 CO2等气体进出叶片的通道，气孔导度表示单位时间内进入叶片表面单位面积的 CO2相对量，能反映气孔张开的程度。研究小组探究了植物 A 和另一种植物 B 在一天中气孔导度的变化，结果见表。时刻 0：00 3：00 6：00 9：00 12：00 15：00 18：00 21：00 24：00植物 A气孔导度38 35 30 7 2 8 15 25 38植物 B气孔 1 1 20 38 30 35 20 1 1
