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类型2020年高考生物一轮复习 第三单元 第11讲 光合作用和细胞呼吸的关系及影响因素讲义(含解析)(必修1).doc

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    2020年高考生物一轮复习 第三单元 第11讲 光合作用和细胞呼吸的关系及影响因素讲义(含解析)(必修1).doc
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    1、1第 11 讲 光合作用和细胞呼吸的关系及影响因素考纲明细 1.影响光合速率的环境因素() 2.光合作用与细胞呼吸的综合应用知识自主梳理一、光合作用的影响因素及应用1光(1)光照时间:光照时间延长可以提高光能利用率。方法主要是轮作(一年两茬或三茬)。(2)光质原理a叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。b叶绿素对 红光和 蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对 蓝紫光的吸收量大。01 02 03 c单色光中, 蓝紫光下光合速率最快,红光次之,绿光最差。04 应用a大棚薄膜的选择: 无色透明大棚能透过日光中各色光,有色大棚主要透过同色光,05 其他光被其吸收,所以 无色透明的大棚中植物

    2、的光合效率最高。06 b补充单色光的选择: 蓝紫光。07 (3)光照强度原理光照强度通过影响植物的 光反应进而影响光合速率。光照强度增加,光反应速率08 加快,产生的H和 ATP 增多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。09 植物三率间关系a呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在 黑暗条件下测得的值10 单位时间内一定量组织的 CO2释放量或 O2吸收量。b净光合速率:植物绿色组织在 有光条件下测得的值 单位时间内一定量叶面积11 所吸收的 CO2量或释放的 O2量。c真正光合速率 净光合速率呼吸速率。12 曲线模型及分析a描述:在一定范围内随 光照强度的增加,光

    3、合作用速率加快,光照强度增强到一13 定程度后光合作用速率就不再增加(限制因素:酶、光合色素和 CO2浓度等)。2O 点:只进行 呼吸作用,不进行 光合作用。14 15 OA 段:光合作用速率 小于呼吸作用速率。16 A 点:光合作用速率 等于呼吸作用速率。17 AC 段:光合作用速率 大于呼吸作用速率且随光照强度的增强而增大。18 C 点:光合作用速率达到 最大。19 b光补偿点:光合作用固定的 CO2量 等于呼吸作用放出的 CO2量时的 光照强度。20 21 光饱和点:达到最大光合速率时的最低光照强度。应用:间作套种农作物和林带树种的合理搭配可以提高光能利用率;适当提高 光22 照强度可增

    4、加大棚作物产量。深入思考若研究对象不是植物组织(绿色叶肉细胞)而是整株植物出现左面曲线图时,叶肉细胞内的气体交换在 A 点有何变化?提示 植物能进行光合作用的只有绿色组织器官,而所有细胞都要进行呼吸作用。因此 A 点是植株的光补偿点,但叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率,即吸收 CO2释放 O2。(4)同一植株中气体在不同状况下代谢特点及代谢强度的规律黑暗状况时,植物只进行 细胞呼吸,此时植物从外界吸收 O2,并将细胞呼吸产生23 的 CO2释放到体外(如图所示)。3有光条件下,植物同时进行 光合作用和 细胞呼吸强度。24 25 a若细胞呼吸的速率大于光合速率,线粒体不仅吸收光合作用产生

    5、的 O2,还需从外界环境中摄取 O2,细胞呼吸释放的 CO2被叶绿体吸收,多余的被排出。(如图 1)b若细胞呼吸速率等于光合速率,植物与外界不进行气体交换,即细胞呼吸产生的CO2正好被光合作用暗反应吸收,光合作用产生的 O2正好被细胞呼吸第三阶段所利用。(如图 2)c较强光照时,植物光合速率大于细胞呼吸速率,释放的 O2除部分用于细胞呼吸外,还有部分被释放出去。(如图 3)2CO 2浓度:CO 2影响 暗反应阶段,制约 C3的形成。26 27 (1)描述:在一定范围内随 CO2浓度的增大,光合速率逐渐 增加,当 CO2浓度达到28 29 一定值时,再增大 CO2浓度,光合作用速率将不再增加。图

    6、乙中的 A点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度。(2)CO2饱和点和补偿点CO 2饱和点:光合速率达到最大值时环境中 CO2浓度称 CO2饱和点( B 点和 B点)。30 31 4CO 2补偿点:植物光合作用速率等于细胞呼吸速率时的 CO2浓度,即 CO2补偿点( A32 点)。(3)应用:在农业生产上可以通过“正其行、通其风” ,增施农家肥等增大 CO2浓度,提高光能利用率。特别提醒1阳生植物的光补偿点和光饱和点都比阴生植物高。2植物进行光合作用的同时还进行呼吸作用。特别提醒注:1、2、3、4、5、6 所指过程不可能在一个细胞中同时发生。(1)只发生呼吸作用:1 和 2。(2)呼吸作用光

    7、合作用:3 和 4。(3)光合作用呼吸作用:3、4、5、6。深入思考大棚种植使用有机肥有利于增产,请从影响光合作用的因素分析原因。提示 有机肥在被微生物分解的时候会释放 CO2,增加了大棚中的 CO2浓度,促进光合作用。3温度:温度对光合作用的影响是通过影响与光合作用有关的 酶的活性来实现的。33 5(1)描述:在一定范围内,随温度的升高,酶的活性增强,光合作用速率提高。超过最适温度,随温度的升高,光合作用速率下降。(2)应用温室栽培植物时,白天调到光合作用最适温度,以提高 光合作用强度;晚上适当降34 低温室温度,以降低 细胞呼吸,保证植物有机物的积累。35 4水:水既是光合作用的原料,又是

    8、体内各种化学反应的介质。另外,水还能影响气孔的开闭,从而间接影响 CO2进入植物体,所以水对光合作用有较大的影响。36 应用:生产上为保证植物光合作用的正常进行,常采用预防干旱(如雨后中耕松土,其目的之一就是减少土壤中水的散失;地膜覆盖,一方面是为了保温,另一方面是为了保水)和及时灌溉等措施。5矿质元素:绿色植物进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素。例如:N: 是蛋白质、叶绿素的组成元素。37 P: 是细胞膜及 ATP 的组成元素。38 Mg: 是叶绿素的组成元素。39 应用:根据作物的需肥规律,适时、适量地增施肥料,可提高农作物产量。6多因子变量对光合速率影响分析(1)多因素对光合速率影响

    9、的曲线变化规律分析如图所示:6(2)曲线分析:P 点前,限制光合速率的因素为横坐标所表示的因素,随该因素的不断加强,光合速率不断 提高。40 当到 Q 点时,横坐标所表示的因素不再是限制光合速率的因素,要想继续提高光合速率,可适当提高图示中的其他因素的强度。PQ 间的主要因素有两个:一是横坐标表示的因素,二是多条曲线上标注的因素。(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天可适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当 补充 CO2,进一步提高光合速率;当温度适宜时,可适当41 增加 光照强度和 CO2浓度以提高光合作用速率。42 易错判断1温度既影响光反应又影响暗反应,且对二

    10、者作用效果相同。()2净光合作用强度最高时的温度,不一定是光合酶的最适温度。()深入思考北方夏季中午,光照强度很强,但植物的光合作用强度明显减弱的原因?提示 北方夏季中午,温度很高,蒸腾作用很强,失水过多,导致大量气孔关闭,CO 2吸收减少,光合作用强度明显减弱。二、光合作用与细胞呼吸的关系光合作用与呼吸作用的区别与联系78易错判断1线粒体与叶绿体的内膜均参与代谢过程。()2线粒体、叶绿体中都含有少量 DNA、RNA。()3线粒体、叶绿体中都含有葡萄糖。()4线粒体、叶绿体都能产生 ATP,且均可用于各项生命活动。()深入思考提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液,能否独立完成有氧呼吸和光合作用过程?

    11、提示 叶绿体可以独立完成光合作用过程,而有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中,线粒体内只能进行有氧呼吸的第二和第三阶段,故提取完整的线粒体,不能独立完成有氧呼吸过程。特别提醒1光合作用中产生的H是还原型辅酶(NADPH)简化的表示方式,而细胞呼吸中产生的H是还原型辅酶(NADH)简化的表示方式,二者不是一种物质,尽管书写形式相同。2还原氢的书写形式一定不能写成 H、H 或 H2,只能写成H、NADH 或 NADPH。考点题型突破考点 光合作用与呼吸作用的关系 1题型 光合作用与呼吸作用过程判断1(2018天津和平一模)下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程,下列有关说法正确的是( )A过程产生

    12、H,过程消耗H,过程既产生也消耗HB过程只发生在叶绿体基质中,过程只发生在线粒体基质中C过程消耗 CO2、释放 O2,过程消耗 O2、释放 CO2D若叶肉细胞内过程的速率大于过程的速率,则甘蔗的干重必然增加答案 A解析 过程分别为光反应、暗反应、细胞呼吸和 ATP 的水解,H产生于光反应,用于暗反应,细胞呼吸中,既可产生H也可消耗H,A 正确;暗反应只发生在叶绿体基质中,细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,B 错误;光反应阶段不消耗 CO2,C 错误;叶肉细胞的光合作用速率大于呼吸作用速率,但甘蔗植株中非叶肉细胞部分的呼吸作用速率有可能大于叶肉细胞的净光合作用速率,甘蔗干重未必增加,D 错误。

    13、9题后归纳 光合作用与细胞呼吸中H和 ATP 的来源、去路11 下图为高等植物细胞内发生的部分物质转化过程示意图。下列有关分析不正确的是( )A发生在生物膜上的过程有B人体细胞中也可发生的过程有C过程形成的 ATP 可用于过程D在光照充足等适宜条件下,消耗的 CO2多于产生的 CO210答案 C解析 分析图解,表示暗反应,表示有氧呼吸的第一、二阶段,表示光反应,表示有氧呼吸的第三阶段。光合作用的光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上,有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上,A 正确;人体细胞不能进行光合作用,但是能够进行细胞呼吸,因此可发生的过程有,B 正确;过程水的光解不需要 ATP,过程形成的

    14、 ATP 可用于各项生命活动,C 错误;在光照充足等适宜条件下,光合作用消耗的 CO2多于呼吸作用产生的 CO2,D 正确。12 (2018江苏高考)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH 指H),请回答下列问题:(1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为_,其中大多数高等植物的_需在光照条件下合成。(2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在_(填场所)组装;核编码的 Rubisco(催化 CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在_(填场所)组装。(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可

    15、被氧化为_后进入乙,继而在乙的_(填场所)彻底氧化分解成 CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成 NADPH,NADPH 中的能量最终可在乙的_(填场所)转移到 ATP 中。(4)乙产生的 ATP 被甲利用时,可参与的代谢过程包括_(填序号)。C 3的还原 内外物质运输 H 2O 裂解释放 O2酶的合成答案 (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体膜上 基质中 (3)丙酮酸 基质中 内膜上 (4)解析 (1)甲为叶绿体,甲中能将光能转化为化学能的色素有叶绿素和类胡萝卜素,其中大多数高等植物叶绿素的合成需要光。(2)参与光反应中心的蛋白分布于叶绿体的类囊体膜上,参与催化 C

    16、O2固定的酶分布于叶绿体的基质中。(3)由甲(叶绿体)输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为丙酮酸后进入乙(线11粒体),在线粒体的基质中被彻底分解成 CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成 NADPH,其中的能量最终可在乙(线粒体)的内膜上经有氧呼吸的第三阶段转移到ATP 中。(4)由图知,乙(线粒体)产生的 ATP 可被甲(叶绿体)内的耗能过程利用,C 3的还原、内外物质的主动运输及胞吞和胞吐、酶的合成均消耗 ATP,H 2O 裂解释放 O2的过程属于光反应,可以合成 ATP。考点 光合作用的影响因素及应用 2题型一 单一因素对光合作用影响的分析和探究1(光照强度的影响

    17、)(2017天津高考)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定 CO2酶的活性显著高于野生型。下图显示两者在不同光照强度下的 CO2吸收速率。叙述错误的是( )A光照强度低于 P 时,突变型的光反应强度低于野生型B光照强度高于 P 时,突变型的暗反应强度高于野生型C光照强度低于 P 时,限制突变型光合速率的主要环境因素是光照强度D光照强度高于 P 时,限制突变型光合速率的主要环境因素是 CO2浓度答案 D解析 突变型水稻叶片叶绿素含量低于野生型,光照强度低于 P 时,对光照的吸收能力低于野生型,则光反应强度低于野生型,A 正确;突变型水稻叶片固定 CO2酶的活性显著高于野生型,光照

    18、强度高于 P 时,突变型的 CO2吸收速率大于野生型,则暗反应强度高于野生型,B 正确;光照强度低于 P 时,由于突变型的光合速率随光照强度增大而增大,则限制其光合速率的因素主要是光照强度,C 正确;光照强度高于 P 时,突变型水稻的光合速率随着光照强度增大而增大,故此时限制突变型水稻光合速率的主要环境因素是光照强度,D 错误。2(CO 2浓度的影响)(2018太原期中)如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下,甲、乙两种植物叶片的 CO2净吸收速率与 CO2浓度的关系。下列分析正确的是( )12ACO 2浓度大于 a 时,甲才能进行光合作用B适当增加光照强度,a 点将左移CCO 2浓度

    19、为 b 时,甲、乙总光合作用强度相等D甲、乙光合作用强度随 CO2浓度的增大而不断增强答案 B解析 a 点时表明甲植物的净光合速率为 0,此时光合作用强度等于呼吸作用强度,A错误;a 点时,CO 2浓度一定,此时适当增加光照强度可提高光合作用强度,因此 a 点将左移,B 正确;CO 2浓度为 b 时,甲、乙两植物的净光合作用强度相等,由于不知道两植物的呼吸作用强度,因此不能比较总光合作用强度,C 错误;由两条曲线的平台期可以看出,当 CO2浓度达到一定值以后,光合作用强度就达到了饱和点,D 错误。3(水分的影响)(原创)如图是某植物在水分胁迫(缺水,T5)和正常生长(T1)时,光合速率的日变化

    20、规律。回答下列问题:(1)由上图可知,从 6:3017:30 净光合速率_,说明_,导致植物体内有机物量的积累。(2)由上述结果可知,_可以影响光合作用速率,水分胁迫引起光合速率降低的原因是_。(3)正常生长情况下,该植物在 12:30 左右出现净光合速率明显降低的现象,原因是_。可以通过改变13_(环境条件)或者提高_(从暗反应过程的角度分析植物自身特性)以避免上述现象。答案 (1)均大于 0 光合作用强度(速率)大于呼吸作用强度(速率)(2)水分、光照强度、温度 干旱初期光合速率下降主要原因是水分缺失可能引起气孔关闭,暗反应速率降低,光合速率降低(3)温度过高,蒸腾作用失水过多,气孔关闭,

    21、CO 2吸收不足 水分供应 CO 2与 C5结合的酶的活性解析 (1)由图可知,从 6:3017:30 净光合速率均大于 0,说明光合作用强度(速率)大于呼吸作用强度(速率)导致植物体内有机物量的积累。(2)略。(3)正常生长情况下,该植物在 12:30 左右温度过高,蒸腾作用失水过多,气孔关闭,CO2吸收不足,从而导致净光合速率明显降低。可以通过增加水分供应或者提高 CO2与 C5结合的酶的活性以避免上述现象。知识拓展关于环境因素影响光合速率的三点说明(1)温度改变对光合作用的影响:当温度改变时,不管是光反应还是暗反应都会受影响,但主要是影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反

    22、应的多。(2)CO2浓度对光合作用的影响:CO 2浓度很低时,光合作用不能进行,但 CO2浓度过高时,会抑制植物的细胞呼吸,进而影响光合作用。(3)光对光合作用的影响:光照不但影响光反应,而且光是叶绿素合成的必要条件,因此植物在暗处呈黄色。题型二 多因素对光合速率影响的分析4在下列曲线图中,有 M、N、O、P、Q 五个点,对它们含义的叙述中正确的是( )M 点时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,且光合作用强度弱于呼吸作用强度 N 点时,植物体只进行呼吸作用;O 点时,植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度 Q 点时,光照强度不再是限制光合速率的因子,CO 2浓度是限制光合速率的主要因素 P

    23、点前,限制光合速率的主要因素是光照强度A B C D答案 C14解析 M 点时,光照强度为 0,植物叶肉细胞只进行呼吸作用,错误;N 点净光合速率为 0,说明光合作用强度和呼吸强度相等,O 点在 M 点与 N 点之间,所以植物体的光合作用强度小于呼吸作用强度,错误;Q 点时,随着光照强度的增加,光合速率不再改变,光照强度不再是影响光合速率的主要因素,而 CO2浓度增加,光合速率增大,说明此时 CO2浓度是限制光合速率的主要因素,正确;P 点前,随光照强度增大,光合速率也增大,影响光合速率的主要因素是光照强度,正确。5电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2

    24、,蔬菜产量可提高 70%左右,这就是著名的“电场产量倍增效应” 。科学家根据电场强度与 CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验,绘制如下曲线。据图回答下列问题:(1)第 1 组实验的作用是_。在饱和光照强度下,该实验的自变量是_。(2)第 1 组实验和第 2 组实验的曲线比较,说明_。(3)根据实验曲线可知,在相同光照强度下,为了最大限度地增加作物产量,可以采取的措施是_。答案 (1)对照 电场强度和 CO2浓度 (2)强电场可以提高植物的光合作用强度 (3)增补电场和增施 CO2解析 (1)第 1 组实验的条件为大气电场和大气 CO2浓度,属于对照组,起对照作用。饱和光照强度下,实验的自

    25、变量是电场强度和 CO2浓度。(2)第 1 组和第 2 组对比,二者的自变量为电场强度,第 2 组的净光合作用强度大于第1 组,而二者的细胞呼吸强度相等,因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知,同一光照强度下净光合作用强度最大的是第 4 组,因此为了最大限度地增加作物产量,可增加电场强度和提高 CO2浓度。技法提升解答光合作用相关曲线的基本步骤明标 即明确横坐标和纵坐标所表示的含义找点即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转折点等关键点。如光照强度(或 CO2浓度)对光合作用强度影响的曲线中,在光照强度为 0 时,曲线在纵坐标上对应的点表示细胞呼吸所释放的 CO2量或消耗

    26、的 O2量;曲线在横坐标上的交点为光补偿点(或 CO2补偿点),即表示光合作用强度与细胞呼吸强度相同时的15光照强度(或 CO2浓度)析线即找出曲线上升、下降或波动等变化趋势,并找出变化的原因。如夏天一天中的光合作用曲线,往往会呈现“M”型变化,其“午休”效应出现的原因是缺水导致气孔关闭,使得 CO2供应不足找因 在受多种因素影响时,找出曲线的限制因素。方法是对纵坐标或横坐标画垂线、或者只看某一条曲线的变化,从而将多因素转变为单一因素,进而确定限制因素考点 光合速率与呼吸速率的关系 3题型一 光合速率和呼吸速率的关系1(2018全国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答

    27、下列问题:(1)当光照强度大于 a 时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_,判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午 12:00 时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_(填“O 2”或“CO 2”)不足。答案 (1)甲 (2)甲 种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 (3)乙 (4)CO 2解析 (1)由图分析可知,当光照强度大于 a 时,相同光照强度下,甲植物的净光合速率大于乙,有机物

    28、的积累较多,对光能的利用率较高。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,植株接受的光照强度相对较弱,光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,因此种植密度过大时甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)从图中可以看出,乙植物的光饱和点以及光补偿点都比甲植物低,适合在光照强度相对更弱的环境中生长,林下的光照强度低,因此更适合在林下种植的是植物乙。(4)夏日晴天中午 12:00 时,植物为了减少蒸腾作用对水分的散失,叶片上的部分气孔会关闭,导致细胞间的二氧化碳的含量下降,从而引起光合速率下降。技法提升16植物“三率”的判定(1)根据坐标曲线判定:当光照强度为 0 时,若 CO2吸收值

    29、为负值,该值的绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率,当光照强度为 0 时,若 CO2吸收值为 0,该曲线代表真正光合速率。(2)根据关键词判定11 (2018北京市丰台区高三二模)为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异,某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和 CO2浓度等条件均适宜)。下列有关说法正确的是( )17A植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色,且呼吸速率降低B光照强度为 3 klx 时,植株甲光合作用所需 CO2只来源于呼吸作用C光照强度为 1 klx 时,植株乙的光合速率大于其呼吸速率D光照强度为 3 klx 时,甲、乙两植株固定 CO2速率

    30、的差为 4 mg/(100 cm2h)答案 D解析 据表格数据分析:甲的呼吸速率比乙低,但叶黄素是黄色,缺少叶黄素会使叶片呈现其他色素的颜色,一般为绿色,A 错误;光照强度为 3 klx 时,植株甲光合速率达到最大值,光合作用所需 CO2来自呼吸作用和外界环境吸收,B 错误;植株乙的光合速率等于呼吸速率时的光照强度为 3 klx,所以在光照强度为 1 klx 时,植株乙的呼吸速率大于其光合速率,C 错误;光照强度为 3 klx 时,植株甲光合速率达到最大值,固定 CO2量呼吸作用释放 CO2量光合作用净吸收 CO2量61218 mg/(100 cm2h),光照强度为 3 klx 时,植株乙光合

    31、速率呼吸速率14 mg/(100 cm2h),即此光照强度下甲、乙两植株固定 CO2速率的差为 4 mg/(100 cm2h),D 正确。12 (2018唐山二模)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。则有关叙述错误的是( )A25 时该植物积累有机物最快B在 030 范围内,温度对光合作用有关酶的影响相对于呼吸作用有关酶的影响更大18C45 时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率D春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量答案 C解析 25 时净光合速率最大,所以积累有机物最快,A 正确;030 范围内光合速率上升较快,所以温度对光合作用酶影响较大,B 正确;春季气温较低,应适当在白天提

    32、高温度,增加光合速率,D 正确;45 时整个植物的光合速率等于呼吸速率,因为还存在非光合作用的细胞,所以叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C 错误。题型二 密闭环境中和开放环境植物光合速率与呼吸速率的曲线分析2将某种植物栽培于玻璃温室内,下图为用 CO2浓度测定仪测定的密闭玻璃温室内一昼夜 CO2浓度的变化情况,则下列相关说法不正确的是( )A图中曲线表示植物积累有机物的区段是 bfBg 点与 a 点相比,植物体内有机物含量更高Cde 段 CO2浓度下降趋于平缓的原因主要是 CO2供应不足Db、c、d 三点的 C3含量满足 cb,cd答案 D解析 分析题图,当测定的二氧化碳浓度下降时,表示光合速

    33、率大于呼吸速率,即植物积累有机物,因此图中曲线积累有机物的区段是 bf 段,A 正确;g 点 CO2浓度低于 a 点,植物积累有机物,植物体内有机物含量升高,B 正确;de 段气孔关闭,CO 2供应不足,光合速率下降,CO 2浓度下降趋于平缓,C 正确;bc 段光照逐渐增强,H和 ATP 增多,C 3含量减少,即 cb,cd 段 CO2供应减少,C 3含量减少,即 cd,D 错误。3如图表示的是一昼夜北方某作物植株 CO2吸收量的变化。甲图为盛夏某一晴天,乙图是在春季的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是( )19A甲图中有机物积累最多的是 G 点,两图中 B 点植物干重均低于 A 点时的

    34、干重B植株有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示,适当提高温度可增加OA 的绝对值C两图中 DE 时间段叶绿体中三碳化合物含量均大大减少D甲图中 E 点与 G 点相比,叶绿体中的 ATP 含量较多答案 C解析 G 点光合作用强度与呼吸作用强度相等,以后呼吸作用强度大于光合作用强度,故有机物积累最多的是 G 点,两图中 AB 段只进行呼吸作用,故 B 点植物干重均低于 A 点时的干重,A 正确;有机物总积累可用横轴上、下曲线围成的有关面积表示,适当提高温度可提高呼吸强度,B 正确;甲图 DE 时由于光照强,气温高,导致蒸腾作用强,水分散失多,气孔关闭,CO 2供应不足,光合作用速率略有

    35、下降,三碳化合物来源减少,去路未变,含量减少,乙图是由于光照强度减弱,光反应减弱,导致光合速率下降,三碳化合物来源不变,去路减少,含量会升高,C 错误;甲图中 E 点与 G 点相比,E 点光合作用强度比 G 点强,叶绿体中的 ATP 含量较多,D 正确。题后归纳 1.相对密闭的环境中,一昼夜 CO2含量的变化曲线图和 O2含量的变化曲线图的比较20212.夏季的一天中 CO2吸收和释放变化曲线图如下:a 点:凌晨 34 时,温度降低,呼吸作用减弱,CO 2释放量减少。b 点:上午 6 时左右,太阳出来,开始进行光合作用。bc 段:由于光照较弱,光合作用小于呼吸作用。c 点:上午 7 时左右,光

    36、合作用等于呼吸作用。ce 段:上午 7 时至下午 6 时左右,光合作用大于呼吸作用。d 点:温度过高,失水过多部分气孔关闭,出现“光合午休”现象。e 点:下午 6 时左右,光合作用等于呼吸作用。ef 段:光合作用小于呼吸作用,f 点之后植物停止光合作用。温馨提示:关于有机物情况:积累有机物时间段:ce 段;22制造有机物时间段:bf 段;消耗有机物时间段: Og 段;一天中有机物积累最多的时间点:e 点;一昼夜有机物的积累量:S PS MS N。题型三 光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动4下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图,有关描述错误的是( )A图 1 中,若光照强度适当增强至最适

    37、状态,a 点左移,b 点右移B图 2 中,若 CO2浓度适当增大至最适状态,a 点右移,b 点左移C图 3 中,a 点与 b 点相比,a 点时叶绿体中 C3含量相对较多D图 3 中,限制 b 点光合作用的主要因素是光照强度和 CO2浓度答案 B解析 由图示分析可知:图 1 中,a 点表示 CO2补偿点,b 点表示 CO2饱和点,当光照强度适当增强至最适状态,光合速率增大,b 点右移,要使光合速率等于呼吸速率,a 点左移,A 正确;图 2 中,a 点表示光补偿点,b 点表示光饱和点,根据图 1 分析过程可知 a 点左移,b 点右移,B 错误;图 3 中,b 点时,光照强度和 CO2浓度均是光合作

    38、用的限制因素,a 点和 b 点的光照强度相同,a 点的 CO2浓度高于 b 点的 CO2浓度,故 a 点时叶绿体中 C3含量比 b 点多,C、D 正确。5科学家研究小麦 20 时光合作用强度与光照强度的关系,得到如图曲线。下列有关叙述错误的是( )A在 25 条件下研究时,cd 段位置会上移,a 点会下移Ba 点时叶肉细胞产生 ATP 的细胞器有线粒体和叶绿体23C其他条件适宜,当植物缺 Mg 时,b 点将向右移动Dc 点之后小麦光合作用强度不再增加,可能与叶绿体中酶的浓度有关答案 B解析 当温度升高为 25 时,因为在适宜温度范围内,所以呼吸作用和光合作用强度都会增大,因此 cd 段会上移,

    39、a 点会下移,A 正确;a 点时,光照强度为零,故小麦只通过呼吸作用产生 ATP,进行的场所是细胞质基质和线粒体,其中线粒体是细胞器,B 错误;Mg 是植物合成叶绿素的必需元素,叶绿素在光合作用时可以吸收和传递光能,在其他条件适宜的情况下,当缺少 Mg 元素时,叶绿素的合成就会受阻,从而使光合作用的强度降低,由于呼吸作用的强度不受影响,所以要让光合作用和呼吸作用相等,就必须要增加光照强度以提高光合作用强度,因此 b 点右移,C 正确;据图可知,c 点是光饱和点,c 点之后光合作用强度不再随光照强度增大而增大,此时影响的因素可能是色素含量、酶的浓度等,D 正确。技法提升光合作用与呼吸作用中点移动

    40、问题(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO 2(或光)补偿点应右移,反之左移。(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO 2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)阴生植物与阳生植物相比,CO 2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。(4)在外界条件的影响下,通过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析,确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移,最后得到该点的移动方向。题型四 植物是否生长的判断题6将某种植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响,实验以该植物叶绿体光合作用吸收的 CO2总量与线粒体呼吸作用 CO2的释放量为指标,

    41、实验结果如下表所示。下列对该植物数据表格分析正确的是( )A昼夜不停地光照,温度为 20 时该植物不能生长B昼夜不停地光照,温度为 45 时,最有利于有机物的积累24C每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗,温度均保持在 45 条件下,能正常生长D每天交替进行 12 h 光照 12 h 黑暗,温度均保持在 35 条件下,能正常生长答案 D解析 温度为 20 时,光照下叶绿体 CO2吸收总量为 1.00 mg/h,该值表示真光合速率,真正光合速率大于呼吸速率,净光合速率大于 0,昼夜不停地光照,该植物能够正常生长,A 错误;昼夜不停地光照,温度为 35 时有机物积累最多,B 错误;每天交替

    42、进行12 h 光照、12 h 黑暗,温度均保持在 45 时,该植物的有机物积累量为3.50123.002430(mg)0,植物生长。昼夜有机物积累量0,植物不生长,长时间小于 0,植物将死亡。微专题 光合速率和呼吸速率的测定 三一 装置图法测定光合速率与呼吸速率气体体积变化法测光合作用 O2产生或 CO2消耗的体积(1)装置中溶液的作用在测细胞呼吸速率时,NaOH 溶液可吸收容器中的 CO2;在测净光合速率时 NaHCO3溶液可提供 CO2,能保证容器内 CO2浓度的恒定。(2)测定原理甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于 NaOH 溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴

    43、左移的距离表示植物的 O2吸收速率,可代表呼吸速率。乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于 NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的 O2释放速率,可代表净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。25(3)测定方法将植物置于黑暗中(甲装置)一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。将同一植物置于光下(乙装置)一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。(4)物理误差的校正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴

    44、的移动距离对原实验结果进行校正。1(2019西安模拟)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件),不可能出现的是( )A甲、乙装置水滴都左移B甲、乙装置水滴都右移C甲装置水滴不动,乙装置水滴左移D甲装置水滴右移,乙装置水滴左移答案 B解析 在黑暗条件下,甲乙装置都只进行呼吸作用,呼吸作用消耗氧气,而装置中二氧化碳量保持平衡,因此水滴都左移,A 正确;如果甲、乙装置水滴都右移,说明装置中气体量会增多,青蛙呼吸作用不可能使气体量增多,B 错误;甲装置中的绿色植物光

    45、合作用等于呼吸作用时水滴不动,乙装置水滴应向左移,C 正确;甲装置中的绿色植物光合作用大于呼吸作用时装置中水滴向右移,乙装置水滴应向左移,D 正确。2某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题。26(1)先测定植物的呼吸作用强度,方法步骤如下:甲、乙两装置的 D 中都放入 ,装置乙作为对照。将甲、乙装置的玻璃钟罩进行 处理,放在温度等相同且适宜的环境中。30 分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。(2)测定植物的净光合作用强度,方法步

    46、骤如下:甲、乙两装置的 D 中放入_。把甲、乙装置放在_。30 分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。(3)实验进行 30 分钟后,记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表:(4)假设红墨水滴每移动 1 cm,植物体内的葡萄糖增加或减少 1 g,那么该植物的呼吸速率是 g/h;白天光照 15 h,一昼夜葡萄糖的积累量是g(不考虑昼夜温差的影响)。答案 (1)NaOH 溶液 遮光(2)NaHCO 3溶液,装置乙作为对照 光照充足、温度等相同且适宜的环境中(3)左 右 (4)4 84解析 (1)要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度,在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下,

    47、使植物只进行呼吸作用。用 NaOH 溶液除去玻璃钟罩内的 CO2,植物进行呼吸作用消耗一定量的 O2,释放等量的 CO2,而 CO2被 NaOH 溶液吸收,根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。27(2)在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件:充足的光照、一定浓度的CO2(由 NaHCO3溶液提供),光合作用过程中消耗一定量 CO2,产生等量 O2,而 NaHCO3溶液可保证装置内 CO2浓度的恒定,因此,玻璃钟罩内气体体积的变化只受 O2释放量的影响,而不受 CO2气体减少量的影响。(3)若该装置测定细胞呼吸作用强度时,液滴的移动来自氧气的吸收量,液滴向左移动;若该装置测定植物的净光合作用强度时,液滴的移动来自氧气的释放量,液滴向右移动。(4)对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如

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    本文标题:2020年高考生物一轮复习 第三单元 第11讲 光合作用和细胞呼吸的关系及影响因素讲义(含解析)(必修1).doc
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