2019版高考生物二轮复习 第一部分 专题突破 专题四 光合作用与细胞呼吸课件.ppt

专题四光合作用与细胞呼吸 最新考纲 1 光合作用的基本过程 2 影响光合作用速率的环境因素 3 细胞呼吸 知识串联回顾 核心考点突破 知识串联回顾思维串联 纵横联系 体验真题 明考向 核心考点突破核心考点 高效突破 核心考点一光合作用和细胞呼吸的过程及内在联系 1 2018 全国 卷 5 下列关于生物体中细胞呼吸的叙述 错误的是 A 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B 食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D 植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP C 解析 植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行 氧气充足时进行有氧呼吸 氧气缺少时进行无氧呼吸 在食物链中 输入某一营养级的能量 一部分用于此营养级生物自身的生长 发育和繁殖等生命活动 绝大部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失 有氧呼吸的产物是水和CO2 无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸 有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生 光合作用的光反应阶段有ATP产生 2 2016 全国 卷 4 关于高等植物叶绿体中色素的叙述 错误的是 A 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B 构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C 通常 红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 C 解析 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 因此蓝紫光和红光被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 3 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 解析 1 分析图可知 A为光反应阶段 水光解产生NADPH和O2 则 为O2 ADP和Pi得到光能生成ATP 因此 为ADP和Pi 同时NADP 与电子和质子 H 结合 生成NADPH 因此 为NADP B为暗反应阶段 CO2与C5结合生成2个C3 因此 为C5 图中的 H 代表的是NADH 答案 1 氧气 或O2 NADP ADP和PiC5NADH 还原型辅酶 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酒精 出现这种情况的原因是 解析 2 在A B C D中能产生ATP的为A光反应阶段 细胞质基质 C 中的细胞呼吸第一阶段和发生在线粒体 D 中的有氧呼吸第二 第三阶段 3 C中的丙酮酸在无氧条件下可在相应酶的催化作用下转化成酒精 答案 2 C和D 3 没有氧气 无氧条件 进行无氧呼吸的第二阶段产生酒精 命题感悟 本部分选择题和非选择题均有考查 主要体现在光合作用与细胞呼吸过程中的物质和能量变化以及二者的相互联系 可体现生命观念核心素养中的物质与能量观 试题难度适中 1 构建光合作用与细胞呼吸相互关系的模型 要点整合 提素养 1 物质名称 b c d e f g h 氧气 ATP ADP H C5 二氧化碳 C3 2 生理过程及场所 光反应 线粒体 内膜 2 明辨光合作用与细胞呼吸的10个误区 1 有氧呼吸与无氧呼吸的本质区别是有机物是否彻底氧化分解 2 细胞呼吸的底物并非只有葡萄糖 若有氧呼吸的底物为脂肪 则其吸收O2的量释放CO2的量 高于 3 线粒体不能利用葡萄糖 只能利用丙酮酸 4 有氧呼吸第二阶段需要H2O的参与 第三阶段生成H2O 5 有H2O生成的一定是呼吸 有CO2生成不一定是有氧呼吸 也可能是无氧呼吸 6 有氧呼吸过程中葡萄糖中能量去向为大部分以热能散失 少部分转化为ATP中活跃的化学能 无氧呼吸过程中葡萄糖中能量去向为大部分储存在小分子有机物中 一部分以热能散失 一部分转化为ATP中活跃的化学能 7 真核细胞并非都进行有氧呼吸 如蛔虫细胞 哺乳动物成熟的红细胞 原核细胞并非不能进行有氧呼吸 如蓝藻 硝化细菌 肺炎双球菌等均可进行有氧呼吸 8 光反应产生的ATP直接在中被利用 不供给其他生命活动 9 光反应需要光 暗反应有光无光均可进行 但是 无光不能进行光反应 无光反应提供的 H 与ATP 暗反应也不能进行 10 有氧呼吸的场所不一定在线粒体 光合作用的场所不一定在叶绿体 如原核生物 有氧 暗反应 素养培优 光合作用与细胞呼吸过程中的 物质与能量观 2 能量转化关系 1 2018 河北衡水模拟 下列关于有氧呼吸和无氧呼吸的叙述中 正确的是 A 有氧呼吸和无氧呼吸的各个阶段均产生ATPB 有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和H2OC 有氧呼吸时CO2浓度与O2浓度的比值 细胞质基质比线粒体基质高D 污染物M抑制浮游植物有氧呼吸的各个阶段 但对无氧呼吸无影响 考向一 围绕细胞呼吸的类型及过程考查识记和理解能力 B 考向设计 通技法 解析 无氧呼吸在第二阶段不产生ATP 有氧呼吸第二阶段有H2O的参与 其中H也转化为了 H 在第三阶段与O2结合生成H2O 即有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和H2O 有氧呼吸中的二氧化碳在线粒体基质产生 所以有氧呼吸时CO2浓度与O2浓度的比值 细胞质基质比线粒体基质低 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同 污染物M抑制浮游植物有氧呼吸的各个阶段 对无氧呼吸也有影响 2 2018 广东珠海一模 如图是酵母菌呼吸作用示意图 相关叙述正确的是 A 条件甲下葡萄糖释放的能量大部分转移到ATPB 条件乙下葡萄糖内的能量只流向酒精和ATPC 甲 乙条件下产生物质a的部位是不同的D 试剂X是重铬酸钾 C 解析 条件乙下生成酒精 则该条件应为无氧条件 条件甲为有氧条件 有氧呼吸时 葡萄糖释放的能量 少部分储存在ATP中 大部分以热能形式散失 无氧呼吸时 葡萄糖内的能量大部分未释放出来仍储存在酒精中 释放出的能量中少部分储存在ATP中 大部分以热能形式散失 物质a为有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 应为CO2 无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质 有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质 酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精 检测CO2的试剂X应为溴麝香草酚蓝水溶液或澄清的石灰水溶液 三看法 判断细胞呼吸的类型 方法技巧 3 2018 百所名校模拟 下列关于光合色素的叙述中 正确的是 A 构成叶绿素的镁可由植物的根从土壤中吸收B 光合色素分布于叶绿体内膜和细胞质基质中C 光合色素只吸收红光和蓝紫光用于水的光解D 植物叶片黄化 叶绿体对红光的吸收会增加 考向二 围绕叶绿体色素的种类 分布和作用考查识记和理解能力 A 解析 构成叶绿素的镁属于无机盐离子 可通过植物根从土壤中吸收 光合色素分布于叶绿体类囊体薄膜上 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 用于光反应 植物叶片黄化 则叶绿素含量明显减少 则对红光的吸收会减少 4 2018 四川成都模拟 下列关于绿叶中色素的叙述 正确的是 A 色素能溶解于无水乙醇 可用无水乙醇提取色素B 类胡萝卜素在层析液中的溶解度小于叶绿素C 叶绿素主要吸收红外光和紫外光用于光合作用D 叶绿体和液泡中的色素都能将光能转变为化学能 A 解析 绿叶中色素溶解于无水乙醇 可用无水乙醇提取色素 类胡萝卜素在层析液中的溶解度大于叶绿素 类胡萝卜素随层析液在滤纸上扩散速度快 叶绿素主要吸收可见光中的红光和蓝紫光 用于光合作用 叶绿体中的色素能够将光能转变为化学能 液泡中的色素不能将光能转变为化学能 考向三 围绕光合作用过程中物质变化和能量变化考查理解及获取信息能力 5 2018 河南商丘模拟 利用小球藻培养液进行光合作用实验时 在其中加入抑制暗反应的物质后 发现在同样的光照条件下释放氧气的速度下降 主要原因是 A 合成ATP的酶活性受到抑制B H ATP等的积累 使光反应速率减慢C 叶绿素吸收光能的效率下降D 暗反应中生成的水减少 使光反应的原料不足 B 解析 ATP是在光反应阶段形成的 ATP合成酶属于光反应的物质 而加入物质只影响暗反应 由于暗反应速率下降 会减少对 H 和ATP的消耗 导致 H 和ATP积累 变化的条件影响了暗反应 没有影响光反应 所以叶绿素吸收光能的效率没有下降 光反应的原料水主要来自环境 不是来自暗反应 6 2018 河南郑州一模 如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响 下列有关叙述中不正确的是 A 曲线A B 叶绿体中C3浓度降低B B D 叶绿体中C5浓度升高C 曲线A B 叶绿体中C5生成速率降低D D点时 限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等 C 解析 曲线中A点转向B点时 光照强度增强 光反应产生的 H 和ATP增加 促进暗反应中C3还原 C5生成速率升高 导致叶绿体中C3浓度降低 曲线中B点转向D点时 CO2浓度降低 CO2与C5结合生成C3的反应减弱 因此叶绿体中C5浓度升高 曲线中D点为光饱和点 限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等 方法技巧 外界条件变化时C5 C3 H 等物质量的变化当外界条件改变时 光合作用中C3 C5及ATP和ADP含量变化可以采用如图分析 1 停止光照时 光停 ATP ADP C3 C5 分析如下 2 CO2供应停止时 CO2停 C5 C3 ATP ADP 分析如下 7 2018 北京丰台区模拟 在光合作用中 RuBP羧化酶能催化CO2 C5 即RuBP 2C3 为测定RuBP羧化酶的活性 某学习小组从菠菜叶中提取该酶 用其催化C5与14CO2的反应 并检测产物14C3的放射性强度 下列分析错误的是 A RuBP羧化酶催化的上述反应有光无光都可以进行B 测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法C 单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高D 菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基粒 D 解析 由题意可知 RuBP羧化酶是叶肉细胞内催化CO2固定的酶 该过程在暗反应中发生 有光无光都可以进行 测定该酶活性的方法用到了14C3 属于同位素标记法 酶活性可用单位时间内产物的生成量表示 CO2固定属于暗反应 反应的场所是叶绿体基质 考向四 围绕光合作用与细胞呼吸的关系考查综合运用能力 8 2018 陕西榆林一模 如图表示光照下叶肉细胞中A B两种细胞器间的气体交换 下列有关此图的叙述正确的是 A A结构可进行完整的细胞呼吸B A B结构可为对方提供ATPC 若O2全部被A结构利用 则光合速率与呼吸速率相同D 限制A B结构代谢的主要环境因素不同 D 解析 由图可知 A表示线粒体 B表示叶绿体 线粒体是有氧呼吸第二阶段和第三阶段的场所 有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质 线粒体产生的ATP不能供给叶绿体 叶绿体产生的ATP只供给暗反应 不能供给其他生命活动 若O2全部被线粒体利用 则光合速率与呼吸速率相同或呼吸速率大于光合速率 限制线粒体中有氧呼吸的主要环境因素是温度和氧气浓度 限制叶绿体中光合作用的主要环境因素是光照强度 温度 二氧化碳浓度 9 2018 全国押题卷 有人设计了一个研究光合作用的实验 实验前在溶液中加入只破损了外膜和内膜而其他结构都完整的叶绿体 然后分 两个阶段 按图示条件进行实验 糖的合成速率如图所示 请回答下列问题 解析 1 在从绿叶中提取光合色素的实验中 加入CaCO3可防止研磨时色素被破坏 答案 1 碳酸钙 或CaCO3 1 在从绿叶中提取光合色素的实验中 加入可防止研磨时色素被破坏 2 为了达到上述实验结果 在 阶段还应该向溶液中加入 除糖以外 阶段积累的物质还有 至少写三种 若将 阶段的黑暗条件改为光照 是否会对 阶段糖的合成速率产生影响 填 会 不会 或 不确定 3 阶段合成了葡萄糖但是合成量较少 原因是 解析 2 阶段设置的条件为黑暗 有CO2且结果有糖的合成 为光合作用的暗反应阶段 暗反应不需要光 但需要光反应提供 H NADPH 和ATP 所以为了达到上述实验结果 在 阶段还应该向溶液中加入 H NADPH 和ATP 阶段有CO2 可进行CO2的固定 形成三碳化合物 C3 NADPH和ATP被消耗后 将产生NADP 和ADP Pi 从题图中可以看出 阶段糖的合成速率先增加后减小 说明加入的 H NADPH 和ATP有限 随着它们的大量消耗 糖合成速率也下降 如将 阶段的黑暗条件改为光照 可以提供 H NADPH 和ATP 糖合成速率会加快 3 阶段有了光照 叶绿体将进行光反应 产生ATP和 H NADPH 阶段积累的三碳化合物 C3 在它们的作用下就可以合成一定量的葡萄糖 但是三碳化合物 C3 的量有限且又无CO2的供应 当三碳化合物 C3 消耗完之后就不能再合成葡萄糖了 答案 2 H NADPH 和ATP三碳化合物 C3 NADP ADP Pi会 3 阶段有了光照 叶绿体进行光反应产生了ATP和 H 阶段积累的C3就可以合成一定量的葡萄糖 但是C3的量有限且又无CO2的供应 当C3消耗完之后就不能再合成葡萄糖了 体验真题 明考向 核心考点二光合作用和细胞呼吸的影响因素分析 1 2018 全国 卷 30 为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性 某同学选取来自树冠不同层的A B两种叶片 分别测定其净光合速率 结果如图所示 据图回答问题 1 从图可知 A叶片是树冠 填 上层 或 下层 的叶片 判断依据是 2 光照强度达到一定数值时 A叶片的净光合速率开始下降 但测得放氧速率不变 则净光合速率降低的主要原因是光合作用的反应受到抑制 3 若要比较A B两种新鲜叶片中叶绿素的含量 在提取叶绿素的过程中 常用的有机溶剂是 解析 1 根据题图中的曲线可知 A叶片净光合速率最大时 对应的光照强度约为1200 mol m 2 s 1 B叶片净光合速率最大时 对应的光照强度至少为2000 mol m 2 s 1 即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片 因此A叶片位于树冠下层 2 当光照强度达到一定数值时 A叶片的放氧速率不变 但净光合速率下降 原因可能是光合作用的暗反应受到抑制 3 常用的提取叶绿素的有机溶剂是无水乙醇 答案 1 下层A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片 2 暗 3 无水乙醇 2 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 解析 1 甲 乙两种植物在同一密闭小室中 在光下同时进行光合作用和呼吸作用 光照适宜时 光合作用强度大于呼吸作用强度 即光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量 故一段时间后密闭小室中CO2浓度降低 则光合速率也随之降低 甲种植物净光合速率为0 即光合速率与呼吸速率相等 此时CO2浓度为植物的CO2补偿点 由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物 当甲种植物达到CO2补偿点时 此时的CO2浓度高于乙种植物的CO2补偿点 故乙种植物净光合速率大于0 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 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 2 植物照光后 进行光合作用产生O2 故可进行有氧呼吸 随着O2的增加 有氧呼吸增强 答案 2 甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加 而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节 所以O2增多时 有氧呼吸会增加 3 2016 全国 卷 30 为了探究生长条件对植物光合作用的影响 某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲 乙两组 置于人工气候室中 甲组模拟自然光照 乙组提供低光照 其他培养条件相同 培养较长一段时间 T 后 测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度 即单位时间 单位叶面积吸收CO2的量 光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示 回答下列问题 1 据图判断 光照强度低于a时 影响甲组植物光合作用的限制因子是 2 b光照强度下 要使甲组的光合作用强度升高 可以考虑的措施是提高 填 CO2浓度 或 O2浓度 解析 1 据图分析可知 当光照强度低于a时 甲组植物光合作用强度随光照强度的增强而增强 因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度 2 b光照强度下 甲组植物光合作用强度已不再随光照强度增强而增强 此时影响其光合作用强度的限制因子已不是光照强度 而可能是CO2浓度 温度等 若提高环境中的CO2浓度可能会提高其光合作用强度 答案 1 光照强度 2 CO2浓度 3 播种乙组植株产生的种子 得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后 再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度 得到的曲线与甲组的相同 根据这一结果能够得到的初步结论是 解析 3 乙组植株在低光照下 光合作用强度随光照强度变化的曲线与甲组的不同 而其产生的种子在自然光照下的相应曲线与甲组的相同 说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 答案 3 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 4 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 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 其依据是 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 午休 的程度 解析 1 分析对照组 实验组一和实验组二可知 高温条件下 温度均为36 适当增加相对湿度时 叶片光合速率的增加量相对较大 而分析实验组二 三 四可知 在相对湿度较高的条件下 相对湿度均为52 适当降低温度时 叶片光合速率的增加量较小 甚至降低 所以 中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度 并由增加相对湿度 叶片的光合速率增大可推知 增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用 午休 的程度 答案 1 湿度 相对湿度 在相同温度条件下 相对湿度改变时 光合速率变化大增加 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 CO2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 2 对比实验组三和实验组四可知 因温度降低 叶片的光合速率下降 所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率 3 CO2进入叶肉细胞的方式为自由扩散 既不需要载体蛋白 也不需要消耗ATP 答案 2 四该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度 3 不需要不需要 命题感悟 本部分在高考中属于高频考点 主要以非选择题形式出现 体现在对影响光合作用和细胞呼吸环境因素的考查 常以图表 曲线为信息载体 难度中等 1 掌握影响细胞呼吸与光合作用的七类曲线 1 影响细胞呼吸因素相关的四类曲线 要点整合 提素养 消耗 2 影响光合作用因素相关的三类曲线 ATP H 温度 2 辨明 两条 变化曲线 甲图为农田中24小时内植物净光合速率变化曲线 代表一种开放体系 乙图为温室大棚中24小时内CO2浓度变化曲线 代表一种密闭体系 1 两曲线各区段变化及原因分析 细胞呼吸 上升 小于 大于 下降 CO2 下降较快 大于 小于 上升 2 两曲线特殊点分析 g g b 素养培优 光合作用速率与细胞呼吸速率的 模型建构 1 2018 江西模拟 将长势相似的甲 乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩A B中 甲给予适宜强度的光照 乙遮光 黑暗 处理 其他条件相同 下列分析正确的是 A A玻璃罩中的CO2含量将持续降低B B玻璃罩中植株的干重将持续降低C 甲 乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所均不同D 甲植株的光合作用强度不会等于乙植株的呼吸作用强度 考向一 围绕细胞呼吸和光合作用的影响因素考查理解能力 B 考向设计 通技法 解析 在适宜强度的光照下 A玻璃罩中的植物 初始时光合作用强度大于呼吸作用强度 导致CO2含量逐渐降低 当CO2含量降低到一定程度时 光合作用强度与呼吸作用强度相等 此时玻璃罩中CO2含量维持相对稳定 B玻璃罩中的植物进行遮光 黑暗 处理 不能进行光合作用 但可通过呼吸作用消耗有机物 因此玻璃罩中植株的干重将持续降低 甲植株的叶肉细胞中形成ATP的场所是叶绿体 细胞质基质和线粒体 乙植株的叶肉细胞中形成ATP的场所是细胞质基质和线粒体 因此二者形成ATP的场所不完全相同 在某一时刻 甲植株的光合作用强度会等于乙植株的呼吸作用强度 2 2018 北京顺义二模 如图表示科研人员研究温度对番茄茎生长速率的影响 据图分析相关说法错误的是 D A 在昼夜温度相同条件下 一定温度范围内番茄茎生长随温度升高而加快B 在昼夜温差为6 时 番茄茎的生长最快C 昼夜温差存在可减少呼吸作用对有机物的消耗D 昼夜温差越大 对番茄茎的生长越有利 解析 由图可知 昼夜温度相同条件下 在5 25 范围内 番茄茎生长随温度升高而加快 在日温为26 夜温为20 时 即昼夜温差为6 时 番茄茎的生长速率为30mm d 生长速度最快 昼夜温差存在可增加有机物的积累量 减少呼吸作用对有机物的消耗 由图可知 夜间温度为10 时生长速率反而小于夜间温度为25 时的生长速率 则夜间过低的温度反而影响了呼吸作用 造成了对植物生长不利的影响 因此并不是昼夜温差越大对番茄茎的生长越有利 3 2018 全国 卷 29 回答下列问题 1 高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的上 该物质主要捕获可见光中的 解析 1 高等植物进行光合作用捕获光能的物质是色素 该物质分布在叶绿体的类囊体膜上 答案 1 类囊体膜蓝紫光和红光其捕获的光主要是蓝紫光和红光 2 植物的叶面积与产量关系密切 叶面积系数 单位土地面积上的叶面积总和 与植物群体光合速率 呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示 由图可知 当叶面积系数小于a时 随叶面积系数增加 群体光合速率和干物质积累速率均 当叶面积系数超过b时 群体干物质积累速率降低 其原因是 解析 2 由图中曲线可以看出 当叶面积系数小于a时 随叶面积系数增加 群体光合速率和干物质积累速率都在增加 当叶面积系数超过b时 群体光合速率不变 但群体呼吸速率增加 两者差值降低 故群体干物质积累速率降低 答案 2 增加群体光合速率不变 但群体呼吸速率仍在增加 故群体干物质积累速率降低 3 通常 与阳生植物相比 阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度 填 高 或 低 解析 3 植物光合作用吸收与呼吸释放的CO2量相等时的光照强度为光补偿点 通常 与阳生植物相比 阴生植物的光补偿点较低 即达到光补偿点所需光照强度低 答案 3 低 4 2018 安徽宣城二模 科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况结果如图 下列分析不正确的是 A 温度通过影响酶活性对光合作用的影响只与暗反应有关B 此实验中CO2浓度是无关变量 各组间需保持一致和稳定C 温度为40 光照为1500lx条件下菠菜光合速率为6D 菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度 考向二 围绕净光合速率与呼吸速率考查获取信息和综合分析能力 A 解析 温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有关 本实验的自变量是光照强度与温度 因变量是净光合速率 CO2浓度等其他因素是无关变量 据图可知 温度为40 光照为1500lx条件下菠菜净光合速率为2 呼吸速率为4 根据真光合速率 净光合速率 呼吸速率可知 此时其光合速率为6 据图可知 菠菜叶片进行光合作用的最适温度是30 左右 呼吸作用的最适温度是40 左右 因此菠菜叶片进行光合作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度 5 2018 全国 卷 30 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 解析 1 由曲线图可知 光照强度大于a时 甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大 说明甲植物对光能的利用率较高 答案 1 甲 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 解析 2 当种植密度过大时 植株的叶片会相互遮挡 植株接受的光照强度减弱 导致植物净光合速率下降 由曲线图可知 光照强度降低时甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 3 由曲线图可知 在低光照强度下 乙植物的净光合速率较高 在高光照强度下 乙植物的净光合速率明显低于甲植物 所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植 答案 2 甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大 种植密度过大 植株接受的光照强度减弱 导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 3 乙 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 O2 或 CO2 不足 解析 4 夏日晴天中午12 00 温度较高 部分气孔关闭 进入叶肉细胞的CO2明显减少 抑制了暗反应 导致叶片的光合速率明显降低 答案 4 CO2 点击进入专题强化训练 体验真题 明考向 核心考点三光合作用和细胞呼吸的相关实验分析 1 2016 全国 卷 31 BTB是一种酸碱指示剂 BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄 某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用 进行了如下实验 用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液 并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色 之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中 其中6支加入生长状况一致的等量水草 另一支不加水草 密闭所有试管 各试管的实验处理和结果见下表 遮光是指用黑纸将试管包裹起来 并放在距日光灯100cm的地方 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响 回答下列问题 1 本实验中 50min后1号试管的溶液是浅绿色 则说明2至7号试管的实验结果是由引起的 若1号试管的溶液是蓝色 则说明2至7号试管的实验结果是 填 可靠的 或 不可靠的 解析 1 1号试管中没有加水草 50min后1号试管的溶液颜色仍为浅绿色 说明无关变量不会引起溶液颜色的变化 2至7号试管中都加了水草 2至7号试管中溶液颜色发生了改变说明是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的 1号试管为对照组 若其溶液颜色发生了变化 说明又受其他因素的影响 故2 7号试管的实验结果也是不可靠的 答案 1 不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的 2 表中X代表的颜色应为 填 浅绿色 黄色 或 蓝色 判断依据是 3 5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化 说明在此条件下水草 解析 2 2号试管遮光 水草不能进行光合作用 只进行了呼吸作用释放CO2 溶液中CO2浓度高于3号试管 故2号试管中溶液的颜色为黄色 3 若在某光照条件下 水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放CO2的量 则溶液中CO2浓度不变 溶液的颜色在照光前后不发生变化 答案 2 黄色水草不进行光合作用 只进行呼吸作用 溶液中CO2浓度高于3号试管 3 光合作用强度等于呼吸作用强度 吸收与释放的CO2量相等 2 2017 江苏卷 29 科研人员对猕猴桃果肉的光合色素 光合放氧特性进行了系列研究 图1为光合放氧测定装置示意图 图2为不同光照条件下果肉随时间变化的光合放氧曲线 请回答下列问题 1 取果肉薄片放入含乙醇的试管 并加入适量 以防止叶绿素降解 长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会变成白色 原因是 2 图1中影响光合放氧速率的因素有 氧电极可以检测反应液中氧气的浓度 测定前应排除反应液中的干扰 3 图1在反应室中加入NaHCO3的主要作用是 若提高反应液中NaHCO3浓度 果肉放氧速率的变化是 填 增大 减小 增大后稳定 或 稳定后减小 解析 1 在叶绿体中色素的提取实验中 加入CaCO3能防止叶绿素被破坏 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中 长时间浸泡在乙醇中的果肉薄片会因光合色素溶解于乙醇中而变成白色 2 图1装置中放氧量的多少与影响光合作用的因素 如光照强度 温度和CO2浓度等 有关 要通过氧电极检测反应液中氧气的浓度 应排除反应液中溶解氧的干扰 3 反应室中加入的NaHCO3能为光合作用提供CO2 若提高反应液中NaHCO3浓度 一定范围内果肉细胞的光合作用增强 超过一定范围后 受光照强度等因素的限制 光合作用不再增强 答案 1 CaCO3光合色素溶解在乙醇中 2 光照 温度 CO2 NaHCO3 浓度溶解氧 3 提供CO2增大后稳定 4 图2中不同时间段曲线的斜率代表光合放氧的速率 对15 20min曲线的斜率几乎不变的合理解释是 若在20min后停止光照 则短时间内叶绿体中含量减少的物质有 填序号 C5 ATP H C3 可推测20 25min曲线的斜率为 填 正值 负值 或 零 解析 4 15 20min曲线的斜率几乎不变 是因为此时光合作用产氧量与呼吸作用耗氧量相等 若突然停止光照 则光反应阶段产生的 H 和ATP减少 暗反应中C3的还原过程减弱而C3的合成速率不变 故短时间内叶绿体中C5的含量减少 光照停止 光合作用的光反应不再发生 则20 25min反应液中无氧气的释放 只有呼吸作用消耗氧气 故曲线的斜率为负值 答案 4 光合产氧量与呼吸耗氧量相等 负值 命题感悟 本部分在高考中属于高频考点 主要以影响细胞呼吸和光合作用的环境因素为素材 考查实验设计与分析能力 难度较大 要点整合 提素养 分析生物呼吸类型判定实验设计探究某生物材料的细胞呼吸类型 假设生物材料为植物种子 呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响 某同学设计实验装置如图 1 分析 甲装置中的NaOH溶液可吸收CO2 则装置内气体变化由引起 故红墨水滴移动反映 乙装置中 清水不会吸收任何气体 则装置内气体变化由共同引起 故红墨水滴移动反映 2 实验结果 若甲液滴左移 乙液滴不动 则 若甲液滴不动 乙液滴右移 则 若甲液滴左移 乙液滴右移 则 3 物理误差的校正 除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同 O2 O2吸收量 CO2和O2 释放CO2和吸收O2的差值 只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸 既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 素养培优 光合速率与呼吸速率测定的 科学探究 1 液滴移动法 黑暗下 装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量 适宜光照下 装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率 真光合速率 净光合速率 呼吸速率 2 黑白瓶法 取三个玻璃瓶 一个用黑胶布包上 并包以锡箔 从待测的水体深度取水 保留一瓶以测定水中原来的溶氧量 初始值 将剩余的两个黑 白瓶沉入取水深度 经过一段时间 将其取出 并进行溶氧量的测定 有初始值的情况下 黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量 白瓶中氧气的增加量为净光合作用量 二者之和为总光合作用量 在没有初始值的情况下 白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即为总光合作用量 1 在如图三个相同密闭装置中 分别放入质量相等的三份种子 消毒且刚萌发的小麦种子 未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子 把A B C三套装置放在隔热且适宜的条件下培养 请据图分析回答 考向一 围绕光合速率与呼吸速率的测定考查实验探究能力 考向设计 通技法 1 装置A和B形成对照 变量为 即种子表面是否有 B和C形成对照 变量为 2 当A和B玻璃管中的水珠开始移动时 分别记录并计算其移动速率为vA和vB 则vAvB 填 或 原因是 解析 1 A和B形成对照 变量为种子是否消毒 即种子表面是否有微生物 B和C形成对照 变量为种子的种类 2 B内种子未消毒 单位时间内呼吸作用强度大于A内 消耗的氧气多 同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被NaOH溶液吸收 所以B内外的压强差大 玻璃管中水珠移动的速率vA vB 答案 1 种子是否消毒微生物种子的种类 2 B内种子未消毒 单位时间内呼吸作用强度大于A内 消耗O2多 3 如果B和C中都消耗了等质量的有机物 记录温度计读数为TB和TC 则TCTB 填 或 或 原因是 解析 3 小麦种子中主要是淀粉 花生种子中含脂肪比较多 相同质量的脂肪和糖类 脂肪分子中氧元素比糖类 淀粉 少 其氧化分解时 需要的氧气比糖类 淀粉 多 产生的热量比糖类 淀粉 多 所以 如果B和C中都消耗了等质量的有机物 则C中消耗的氧气多 内外的压强差大 产生的热量多 因此TC TB LC LB 答案 3 小麦种子中主要是淀粉 花生种子中脂肪较多 相同质量的脂肪和糖类 脂肪中H含量比糖类高 氧化分解时耗氧多 2 2018 山西太原模拟 已知绿色植物的净光合速率大于0才能正常生长 若将某长势良好的绿色植物放在如图密闭装置中 置于适宜的温度和光照强度下24小时 欲测定该植物在24小时内能否正常生长 请简要写出实验思路 预期实验结果及结论 该段时间内 瓶中CO2足量 1 思路 2 结果及结论 解析 1 若将该植物放在一密闭透明玻璃容器内置于一定温度 光照条件下24小时 欲测定该植物这24小时内是否有生长 根据光合作用产生O2吸收CO2 可测定密闭装置内的初始CO2 O2 浓度和培养24小时后的CO2 O2 浓度 比较二者大小 即可判定 2 若24小时后CO2浓度小于初始浓度 24小时后O2浓度大于初始浓度 则说明该段时间内光合作用速率大于呼吸作用速率 该植物这24小时内能正常生长 如果24小时后CO2浓度等于初始浓度 说明光合速率等于呼吸速率 则植物24小时内不能正常生长 如果24小时后CO2浓度大于初始浓度 说明光合速率小于呼吸速率 则植物24小时内也不能正常生长 答案 1 测定密闭装置内的初始CO2浓度和培养24小时后的CO2浓度 2 如果24小时后CO2浓度小于初始浓度 则植物24小时内正常生长 如果24小时后CO2浓度等于或大于初始浓度 则植物24小时内不能正常生长 3 2018 广东湛江二模 补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光 为了探究补光对植物光合作用速率的影响 研究小组在温度适宜的玻璃温室中 分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验 补光时间为上午7 00 10 00 结果如图所示 考向二 围绕光合作用与细胞呼吸的影响因素考查实验探究能力 回答下列问题 1 补光实验时 采用适宜温度的原因是 2 该实验证明 自然光照下补充nm的光可以提高光合作用速率 3 10 00时光照突然停止 此时光合作用速率是否为0 原因是 解析 1 温度可影响植物光合速率 补光实验中自变量应为光波长 温度属于无关变量 故应控制适宜温度 以防止温度影响植物光合速率 2 由实验结果可知 补充450nm 680nm的光可提高光合作用速率 3 突然停止光照 则光反应停止 但叶绿体中仍积累少量ATP和 H 则暗反应会继续进行 故光合作用速率不为0 答案 1 避免由于温度不适影响植物光合作用速率 2 450nm 680 3 否光照停止 叶绿体依然积累有ATP和 H 暗反应继续进行 4 现有沉置于清水底部的30片新鲜小圆叶片 饱和的碳酸氢钠溶液 其他材料器具自选 欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响 请写出实验思路 解析 4 结合实验目的可知 实验自变量为CO2浓度 可通过配制不同浓度碳酸氢钠溶液实现 光照强度属于无关变量 应控制为适宜且相同 依据叶片上浮数量推断光合速率强弱 答案 4 配制不同浓度的碳酸氢钠溶液 分别加入等量的小圆叶片 给予相同的光照 一段时间后观察 记录小圆叶片上浮的数量 4 2018 河北衡水金卷 某科学工作者为探究西红柿生长的最佳光照强度 设计了下面的实验 首先取若干生长状况相同的西红柿植株 平均分为7组 分别放在密闭的玻璃容器中 实验开始时测定CO2的浓度 12小时后再次测定CO2的浓度 实验结果如下表 请分析回答 1 这一实验的自变量是 写出该实验设计的一种无关变量 2 实验中第1组在12小时后CO2浓度变化的原因是 3 如果实验中使用不同品种西红柿植株 这样的做法违背了实验设计的原则 解析 1 由表格中提供的信息可以看出 光照强度是该实验对实验结果能够产生确定影响并且可以控制的因素 为自变量 温度 二氧化碳浓度都会对实验结果产生随机影响 为无关变量 2 实验中第1组没有给予光照 在此环境中 植物只能进行呼吸作用 产生CO2 导致CO2浓度升高 3 单一变量原则是探究某种因素对实验结果的影响时要保证其他变量相同 否则多变量的实验就没有意义了 在探究光强对光合作用的影响时就要以光强为单一变量 保证温度和CO2浓度 所用材料的生理状态相同 答案 1 光照强度温度 或开始时的CO2浓度 2 细胞呼吸产生了CO2 3 单一变量 4 若将第7组植株突然移至第4组的条件下 短时间内光合细胞中的ATP含量会 填 增加 或 减少 C5化合物的含量会 填 增加 或 减少 5 该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度 请你提出进一步探究的实验设计思路 解析 4 若将第7组植株突然移至第4组的条件下 光照强度减弱 光反应减弱 光反应产物ATP和NADPH减少 暗反应还原阶段受到抑制 C5化合物的生成减少 CO2固定速率基本不变 因此其含量也会减少 5 欲确定西红柿生长的最佳光照强度 可增加若干实验组 将光照强度的数据差缩小 依次增加光照强度 12小时后再次测定CO2浓度 答案 4 减少减少 5 增加若干实验组 将光照强度的数据差缩小 依次增加光照强度 12小时后再次测定CO2浓度 热点聚焦 热点解读 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢 是地球上几乎全部生命的能量来源 影响作物产量 因此改善作物光合作用强度在生产实践中具有重要作用 更是历年高考命题的热点 现对相关知识归纳如下 1 改善农作物的细胞代谢 光合作用与生产实践 从代谢 遗传 调节方面阐释 2 利用激素进行调节 1 利用顶端优势原理进行果树整形修剪 茶树摘心 棉花打顶等 以增加分枝 提高产量 2 促进果实发育 防止落花落果 植物受粉时 子房同时接受了花粉带来的生长素 这些生长素使花不至于脱落而继续发育 且刺激子房细胞分裂并长大 3 改变农作物的遗传特性 1 玉米与其他植物间行种植称为间作 单独种植称为单作 玉米与大豆间作可增产 已知玉米株高大于大豆 如图是玉米与大豆间作和玉米单作在不同光照强度下测得的玉米吸收CO2的速率 假设间作与单作农作物间的株距 行距均相同 下列说法正确的是 A 光照强度为a 玉米叶肉细胞中没有还原氢生成B 光照强度为b 影响两曲线的主要因素是CO2浓度C 光照强度为c 单作时玉米固定CO2的速率为10 mol m 2 s 1D 实验表明 超过一定光照强度 间作时玉米能更有效地利用光能增加产量 命题设计 D 解析 分析曲线可知 光照强度为a时 叶肉细胞光合作用强度和细胞呼吸作用强度相等 两者均产生还原氢 光照强度为b 影响两曲线的主要因素是光照强度 光照强度为c 单作时玉米固定CO2的速率为10 5 15 mol m 2 s 1 曲线表明超过c点光照强度后 间作时玉米能更有效地利用光能增加产量 2 生态学的相关原理可以应用于生产实践 下列相关叙述错误的是 A 利用性引诱剂诱杀雄虫可以改变种群的性别比例 以降低害虫的种群密度B 将阳生植物与阴生植物混种可以充分利用空间 以提高对光能的利用率C 为作物施用有机肥可以实现能量的循环利用 以提高作物的产量D 合理增加食物链可以提高人工生态系统的自我调节能力 以提高生态系统的稳定性 C 解析 利用性引诱剂诱杀雄虫可以改变种群的性别比例 降低出生率 以降低害虫的种群密度 阳生植物与阴生植物对光的需求不同 因此将阳生植物与阴生植物混种可以充分利用空间 以提高对光能的利用率 生态系统中的能量是单向 不循环的 合理增加食物链能提高生态系统营养结构的复杂程度 进而提高生态系统的自我调节能力 增强生态系统的稳定性 3 2018 北京东城模拟 油桐是我国特有的经济林木 研究人员在夏季对油桐叶片喷施不同浓度的赤霉素 GA 后 研究了赤霉素与油桐光合作用的关系 结果如图 回答下列问题 1 赤霉素是由植物体的特定部位产生 再被运输到作用部位 对生长发育起作用的微量有机物 它属于植物细胞之间传递的分子 解析 1 赤霉素属于植物激素 是由植物体的特定部位产生 再被运输到作用部位 对生长发育起调节作用的微量有机物 它属于植物细胞之间传递信息的分子 答案 1 调节信息 2 由上图可以看出 在不同浓度GA的处理下油桐净光合速率在时出现两次峰值 并在14 00出现明显的 光合午休 现象 出现 午休 的原因可能是在夏季的中午 油桐叶片的部分气孔关闭 在减少水分散失的同时让进入叶片的减少 使光合速率降低 而喷施一定浓度的赤霉素后对油桐的光合 午休 现象有一定的作用 解析 2 由上图可以看出 在不同浓度GA的处理下油桐净光合速率在9 00和16 00时出现两次峰值 并在14 00出现明显的光合 午休 现象 原因可能是在夏季的中午 油桐叶片的部分气孔关闭 进入叶片的CO2减少 使光合速率降低 而喷施一定浓度的赤霉素后净光合作用速率相对较高 说明赤霉素对油桐的光合 午休 现象有一定的弱化作用 答案 2 9 00和16 00CO2弱化 3 由上图分析 该实验还能得出的结论是 解析 3 由上图分析 该实验得出的结论是喷施赤霉素能够有效地增强油桐的光合作用 且浓度为200mg L的赤霉素作用更显著 答案 3 喷施赤霉素能够有效地增强油桐的光合作用 且浓度为200mg L的赤霉素作用比100mg L更显著