2019高考生物二轮复习专题二细胞的代谢第二讲光合作用与细胞呼吸学案.docx

第二讲光合作用与细胞呼吸考纲要求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()知识主干系统联网理基础建网络回扣关键知识授课提示：对应学生用书第29页高考必背记一记1光合作用的核心知识(1)光反应在光下才能进行，暗反应在有光、无光的条件下都可以进行，但需要光反应的产物H和ATP；光反应产生的ATP只为暗反应供能，细胞呼吸产生的ATP为其他各项生命活动供能。(2)影响光合作用的因素，温度主要影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多；CO2浓度影响暗反应，但CO2浓度很低时，光合作用不能进行。光照强度是直接影响光反应的速率，光反应产物H和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。(3)总光合量、净光合量的表示方法CO2的吸收量；O2的产生量、制造量；CO2的固定量、消耗量；O2的释放量；有机物的增加量、积累量；有机物的制造量。其中，表示总光合量，表示净光合量。2细胞呼吸的核心知识(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质。(2)水参与有氧呼吸第二阶段的化学反应，水生成于有氧呼吸的第三阶段；CO2生成于有氧呼吸的第二阶段。(3)温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率；O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸有抑制作用；水直接参与有氧呼吸过程，又是化学反应的介质，因此在一定范围内，随水含量的增加细胞呼吸速率加快；CO2浓度过高会抑制细胞呼吸的进程。易混易错判一判1判断下列有关光合作用叙述的正误(1)类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成。(2017全国卷)()(2)在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP。(2016全国卷)()(3)光合作用中CO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类。(2015安徽卷)()(4)在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光照射，则未被还原的C3上升。(2016天津卷)()(5)适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值，停止供应CO2后比停止前高。(2015山东卷)()(6)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含量都会升高。()2判断下列有关细胞呼吸叙述的正误(1)构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收。(2016全国卷)()(2)呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上。(2016海南卷)()(3)有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸。(2018全国卷)()(4)细胞呼吸的结果如果没有水的产生，就一定是无氧呼吸。()(5)人体细胞内O2/CO2的比值，线粒体内比细胞质基质高。()高频考点融会贯通析考点做题组攻破热点难点授课提示：对应学生用书第30页考点一光合作用与呼吸作用的过程及相互关系真题试做明考向1(2018高考全国卷)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“O2”或“CO2”)不足。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。(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，光照强度降低导致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。(4)夏日晴天中午12点，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：(1)甲(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)CO22(2017高考全国卷)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酒精，出现这种情况的原因是_。解析：(1)由分析可知，图中表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2；是生成还原型辅酶(NADPH)的反应物NADP；是生成ATP的原料ADPPi；代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5；图中H代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶(NADH)。(2)细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C)和线粒体(D)。(3)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧，导致细胞进行无氧呼吸。答案：(1)O2NADPADPPiC5NADH(或还原型辅酶)(2)C和D(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸3(2016高考全国卷)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。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离(cm)20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*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”)。(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：(1)BTB(溴麝香草酚蓝)的弱碱性溶液可检验溶液中CO2含量的变化，1号试管作为空白对照组，反应前后颜色不变，则说明2至7号试管的实验结果是由于不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用共同引起的；若1号试管中溶液呈蓝色，那么2至7号试管的实验结果不可靠。(2)2号试管遮光，水草只能进行呼吸作用，并且CO2量比3号试管多，因此依据表格中颜色变化规律，2号试管中溶液颜色应为黄色。(3)5号试管光照前后颜色不变，说明水草既没有吸收CO2也没有释放CO2，因此，该条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。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)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量相等融会贯通析考点1光合作用与细胞呼吸关系模型透析结合图1从H入手对图2分析：光合作用过程中，H产生于光反应阶段，用于暗反应阶段；有氧呼吸过程中，H产生于有氧呼吸的第一、二阶段，用于有氧呼吸的第三阶段。图2中甲丁表示的物质分别是ATP、丙酮酸、CO2、O2。2外界条件变化时，C5、C3、H、ATP等物质的量的变化模式图(1)光照强度变化(2)CO2浓度变化3影响光合作用的三大因素曲线分析(1)光照强度(如图1)原理：主要影响光反应阶段ATP和H的产生。分析P点后的限制因素(2)CO2的浓度(如图2)原理：影响暗反应阶段C3的生成。分析P点后的限制因素(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。易错警示防易误(1)误认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸的第一、二阶段不需要O2，只有第三阶段需要O2。(2)误认为有氧呼吸的场所只有线粒体。原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(3)呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但对动物和人体而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因为动物及人体无氧呼吸产物为乳酸。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。方法技巧会应用光合作用与细胞呼吸过程及物质转化问题的解题策略解答时，应结合所给条件，从以下几个方面进行分析。(1)理解教科书中光合作用和细胞呼吸的过程图解，把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。光合作用：物质变化为H2OO2H、CO2C3C5(CH2O)，能量变化为光能活跃的化学能(NADPH和ATP)(CH2O)中稳定的化学能。细胞呼吸：物质变化为C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)4H、2C3H4O3(丙酮酸)6H2O6CO220H、24H6O212H2O，能量变化为(CH2O)中稳定的化学能活跃的化学能(ATP)和热能。(2)结合教科书图解，准确获取图示中的物质转化信息，据此确定相应生理过程是光合作用过程还是细胞呼吸过程，是光反应阶段还是暗反应阶段，或者是有氧呼吸的哪一个阶段。巩固提升练题组题组一细胞呼吸过程的考查4(2018高考全国卷)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，一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。答案：C5(2018高考全国卷)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_。(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_。(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：(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，其捕获的光主要是蓝紫光和红光。(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。(3)通常，阴生植物的光合速率和呼吸速率都比阳生植物低，因此与阳生植物相比，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低。答案：(1)类囊体膜蓝紫光和红光(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)低题组二光合作用的场所及结构考查6如图为叶绿体的结构和功能示意图，请回答：(1)光合作用光反应产生的_可以被暗反应所利用；在光照条件下，ATP的移动方向是_(用图中字母和箭头表示)。(2)若暗反应被抑制，可能的外部影响因素是_、_。(3)在电子显微镜下观察，可见到叶绿体基质中含量最多的物质是_颗粒(光合产物)。(4)暗反应通过_来影响光反应，从而影响光合作用速率。解析：(1)光合作用光反应为暗反应提供了还原性氢和ATP，用于三碳化合物的还原。光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜A，暗反应的场所是叶绿体基质B，所以光照下ATP从A移向B。(2)暗反应主要受外界环境中二氧化碳浓度和温度的影响。(3)光合作用的产物葡萄糖最终以多糖淀粉的形式储存起来，且淀粉颗粒在电子显微镜下是可以观察到的，所以电子显微镜下叶绿体基质中含量最多的物质是淀粉。(4)暗反应消耗ATP产生ADP和Pi，而ADP和Pi为光反应过程中ATP合成的原料。答案：(1)还原性氢和ATPAB(2)二氧化碳供应不足温度过高或过低(3)淀粉(4)提供ADP和Pi7如图甲表示某绿色植物光合作用的部分过程，图中A、B、C表示三种化合物，图乙表示在密封恒温小室内测定的该植株上一组幼叶和成熟叶光合作用强度与光照强度间的关系图。据此回答下列问题：(1)图甲所示过程中消耗的ATP其合成场所为_，A、B、C中不可循环利用的是_(填字母)。(2)图乙中曲线F代表_(填“幼叶”或“成熟叶”)的光合作用强度。当光照强度为5klx时，F组叶肉细胞中能产生H的细胞器是_。(3)图乙中光照强度为3klx时，相同时间内，等面积的F、E两组叶片合成葡萄糖的质量之比为_。光照强度为8klx时，F组叶片的光合作用速率小于E组的，主要的内在限制因素有_(答出一个即可)。(4)图丙表示“绿叶中色素的提取和分离”实验装置，将提取出的含有色素的滤液滴在滤纸上的a点，通过棉线将培养皿中的_(填“层析液”或“无水乙醇”)引到a点，最后应得到4个同心圆，最小的一个圆呈现的颜色是_(填“蓝绿色”或“黄绿色”)。解析：(1)图甲所示过程中消耗ATP的过程是光合作用的暗反应过程，ATP合成场所为类囊体薄膜。暗反应过程中，C是五碳化合物，可以循环再生，A、B分别表示三碳化合物和H，不能循环再生。(2)图乙中，幼叶和成熟叶相比代谢旺盛，叶绿体中色素的含量高，故E曲线表示幼叶的光合作用强度曲线，F曲线表示成熟叶的光合作用强度曲线。当光照强度为5klx时，F组叶肉细胞中既能进行光合作用也能进行呼吸作用，故能产生H的细胞器是线粒体、叶绿体。(3)当光照强度为3klx时，相同时间内，等面积的E组叶片的实际光合作用强度为102030，F的实际光合作用强度为101020，故F、E两组叶片中实际光合作用强度之比为23；光照强度为8klx时，成熟叶片光合作用速率小于幼叶的原因为叶绿体中色素的含量和光合作用相关的酶含量低。(4)图丙表示分离光合作用色素的装置，将提取出的含有色素的滤液滴在滤纸上的a点，通过棉线将培养皿中的层析液引到a点，最后应得到4个同心圆，最小的一个圆是叶绿素b，呈现的颜色是黄绿色。答案：(1)类囊体薄膜A、B(2)成熟叶线粒体、叶绿体(3)23色素的含量或酶的含量(4)层析液黄绿色题组三光合作用过程的考查8(2018陕西榆林模拟)将小球藻细胞中的叶绿体和线粒体采用一定方法分离后，进行了如下实验：将叶绿体和线粒体分别加入甲、乙两支试管中，甲中盛有适宜浓度的NaHCO3溶液，乙中盛有适宜浓度的丙酮酸溶液，当处于充足光照且其他条件适宜的环境中，两支试管内都会产生气泡。请分析回答：(1)提取小球藻叶绿体中色素并分离过程中，在滤纸条上扩散速度最快的色素是_，其中叶绿素主要吸收_光，其分子中含有_(填“Fe”“Ca”或“Mg”)。(2)从小球藻细胞中分离得到叶绿体和线粒体的常用方法是_。(3)甲中的气泡产生于光合作用的_阶段，该阶段同时产生的NADPH转移途径是_；乙中的气体可使_水溶液由蓝变绿再变黄。(4)若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲、乙两支试管内的实验现象分别是_，原因是_。解析：(1)叶绿体中色素的提取和分离过程中，在滤纸条上扩散速度最快的色素是胡萝卜素，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其分子中含有Mg。(2)分离细胞器的常用方法是差速离心法。(3)甲试管中在光下类囊体薄膜上能够进行光合作用的光反应，该反应能将水分解成氧气和NADPH，氧气以气泡的形式释放出去。NADPH在类囊体薄膜上生成后会进入叶绿体基质中参与暗反应。乙试管无法进行光合作用，没有氧气生成，乙试管中的丙酮酸能够进入线粒体中参与有氧呼吸的第二阶段，生成CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(4)若原实验在黑暗且其他条件相同的环境中进行，则甲试管中光合作用的光反应阶段不能进行，乙试管线粒体中丙酮酸仍能分解，产生CO2。答案：(1)胡萝卜素红光和蓝紫Mg(2)差速离心法(3)光反应从类囊体薄膜向叶绿体基质溴麝香草酚蓝(4)甲试管中无气泡产生，乙试管中有气泡生成黑暗条件下甲试管中光合作用的光反应阶段不能进行，乙试管线粒体中丙酮酸仍能分解，产生CO29为研究种植密度较高的玉米田中去叶对单株和群体产量的影响，研究者选取开花后3天的植株进行处理，从顶部去除不同数量叶片，每隔13天测定穗位叶的叶绿素含量和光合速率(代表单株产量)，同时在一定面积的样方中测定群体光合速率(代表群体产量)。结果如图(备注：穗位叶位于植株中下部，其生长状况直接影响玉米籽粒中有机物的积累量)。(1)叶绿素分布于组成叶绿体基粒的_薄膜上，光反应阶段产生的ATP和H将直接参与暗反应阶段中_过程，进而形成有机物。(2)由图1可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着_而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为_。(3)由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，_的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶_。(4)综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率_。(5)为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可进一步设计实验：对玉米植株顶部2片叶遮光处理；用透明袋包住穗位叶，不影响其正常生长。实验时向包住穗位叶的透明袋中通入_，其他生长条件适宜，一段时间后检测_。解析：(1)叶绿素分布于组成叶绿体基粒的类囊体(或囊状结构)薄膜上，光反应阶段产生的ATP和H将直接参与暗反应阶段中C3的还原过程，进而形成有机物。(2)由图1可知，去叶13天测定时，穗位叶的叶绿素含量随着去叶程度的增强(或去叶数量的增多)而增大。本实验中，穗位叶的叶绿素含量始终高于空白对照组的处理为去除2片叶。(3)由图2可知，随顶部去除叶片数量增加，单株的光合速率持续增加，原因可能是穗位叶获得的光照和CO2更充足。(4)综合上述结果可推测，种植密度较高的玉米田中适度去除顶部叶片，可使玉米单株光合速率和群体光合速率增长趋势一致。(5)为确认穗位叶的光合产物是否向遮光叶片运输而导致减产，可采用放射性同位素标记法检测光合产物的运输方向，所以实验时向包住穗位叶的透明袋中通入带有放射性标记的CO2，其他生长条件适宜，一段时间后检测顶部2片遮光叶片是否有放射性。如果一段时间后检测顶部2片遮光叶片有放射性，说明穗位叶的光合产物会向遮光叶片运输，从而导致减产；如果检测顶部2片遮光叶片没有放射性，则说明穗位叶的光合产物不会向遮光叶片运输。答案：(1)类囊体(或囊状结构)C3的还原(2)去叶程度的增强(或去叶数量的增多)去除2片叶(3)单株获得的光照和CO2更充足(4)增长趋势一致(均增长)(5)14CO2(或C18O2、带有放射性标记的CO2)顶部2片遮光叶片是否有放射性考点二影响光合作用和细胞呼吸的因素真题试做明考向1(2018高考全国卷)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：探究某种树木树冠上下层叶片的净光合速率，给出了来自树冠不同层的A、B两种叶片的光照强度与净光合速率的关系曲线图，图中也显示出A、B两种叶片的呼吸速率。(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1200molm2s1，B叶片净光合速率最大时，对应的光照强度至少为2000molm2s1，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高考全国卷)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)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，刚开始时小室内CO2浓度较高，光合作用强度大于呼吸作用强度，一段时间后，CO2浓度降低，暗反应受阻，进而使两种植物的光合速率都降低。甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此当甲种植物的光合速率为0时，已超过乙种植物的CO2补偿点，其净光合速率大于0。(2)将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，该小室内是有CO2的，植物可以进行光合作用，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NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加。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，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加3(2016高考全国卷)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：对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/mgCO2dm2h111.115.122.123.720.7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_，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。(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。解析：(1)通过题表可知，温度均为36时，相对湿度增加，光合速率明显增大；而相对湿度均为52%时，温度不同，光合速率变化较小，由此可知，湿度对光合速率影响较大。增加相对湿度可降低光合午休的程度。(2)由实验组二、三、四可看出，相对湿度相同时，31、36时的光合速率明显高于25时的，说明25温度较低，未达到光合作用相关酶的最适温度，若适当提高温度，能够提高小麦的光合速率。(3)CO2经气孔进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不需要载体协助，也不需要消耗能量。答案：(1)湿度(或相对湿度)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)不需要不需要4(2015高考全国卷)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%。B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms(毫秒)；光合作用产物的相对含量为94%。D组(对照组)：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是_；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_，这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C三组处理相比，随着_的增加，使光下产生的_能够及时利用与及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。解析：(1)C组与D组相比，C组的光照总时间为D组的一半，而光合产物接近D组的光合产物，说明C组在单位光照时间内合成有机物的量高于D组，从而也说明光合作用的有些过程不需要光照，这些过程属于暗反应，发生在叶绿体基质中。(2)A、B、C三组中光照与黑暗交替频率依次增加，而三组的光合产物也依次增加，说明随着光照与黑暗交替频率的增加，光反应产生的还原型辅酶和ATP能被充分利用与及时再生，从而产生更多的有机物。答案：(1)高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和黑暗交替频率ATP和还原型辅酶融会贯通析考点1透析一昼夜中植物代谢强度变化的3个曲线(1)图甲中BC段变化原因：由于温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放量有所下降。(2)图甲中CD段中，光合作用强度小于呼吸作用强度，相当于乙图中的cd段。光合作用开始的点在甲图中为C点，在乙图中为c点。(3)图甲DF段中，光合作用强度大于呼吸作用强度，拐点D表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中d点，丙图中n点。(4)图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因：正午时分，由于部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降，说明光合作用强度仍大于呼吸作用强度；18时，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于乙图中h点，丙图中m点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同：ef段气孔部分关闭，CO2供应不足；gh段光照强度逐渐减弱。(5)图甲中18时后，光照越来越弱，罩内CO2浓度开始增加说明呼吸作用强度已大于光合作用强度；判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I点时二氧化碳浓度低于A点时。图丙中一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACB。2图解光合速率与呼吸速率的关系(1)图1中三种速率的表示方法和测定方法项目表示方法测定方法净光合速率(又称表观光合速率)单位时间O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量光照下测定植物吸收CO2或释放O2量真正光合速率(又称实际光合速率)单位时间O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量呼吸速率(黑暗中测量)单位时间CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量黑暗下测定植物CO2释放量或O2吸收量(2)图2中面积与合成、消耗有机物的关系S1S3：呼吸作用消耗有机物量；S2S3：光合作用产生有机物总量；S2S1：OD时，光合作用净积累有机物量。方法技巧会应用1光合作用与细胞呼吸各量关系的分析方法(1)光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的、从周围空气中吸收的(若是水生植物，则是从周围的水中吸收的)。(2)光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。(3)光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。(4)当在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时：光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量光合作用实际葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量。2光合作用和呼吸作用曲线图像题解题的方法技巧解答与呼吸作用、光合作用相关的图解信息题应特别关注如下信息：(1)光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。(2)光照下吸收CO2量应为净光合量。(3)光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用消耗与呼吸作用释放间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。(4)答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息。巩固提升练题组题组一影响光合与呼吸速率因素的考查5为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，称取其幼叶3g，均分为两份，分别做如下实验(实验中使用的氧电极可测量溶液中O2变化的速率)。实验一：采用差速离心法将一份叶片制备叶绿体，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率。实验二：将另一份叶片切成约1.0mm1.0mm小块，均分为4组，分别置于不同浓度的KHCO3溶液中，在适宜光照、20恒温条件下，分别用氧电极测定其O2释放速率。实验结果如下图。请回答：(1)在光合作用的光反应中，水在光下分解为_。暗反应中CO2的固定是在叶绿体的_完成的。(2)在实验的浓度范围内，随着KHCO3溶液浓度的升高，叶绿体、叶切片的_均上升，原因是_。(3)在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下，叶绿体的O2释放速率_叶切片的O2释放速率。原因可能是_。(4)为探究第(3)题的原因分析是否正确，设计以下实验方案，请补充：称取_g上述植物幼叶，切成约1.0mm1.0mm小块，均分为4组，分别置于0、0.01、0.05、0.1molL1的KHCO3溶液中，在_条件下，分别用氧电极测定其_。解析：(1)在光合作用的光反应中，水在光下分解产生H、O2。暗反应中CO2的固定是在叶绿体的基质中完成的。(2)在实验的浓度范围内，随着KHCO3溶液浓度的升高，为光合作用提供的CO2浓度增加，光合作用增强，因此叶绿体、叶切片的O2释放速率均上升。(3)在适宜光照、温度和相同KHCO3溶液浓度下，由于叶切片光合作用产生的O2一部分被呼吸作用消耗，因此叶绿体的O2释放速率大于叶切片的O2释放速率。(4)要探究第(3)题的原因分析是否正确，只需设置实验二的对照实验即可，即其他操作均相同，但是将叶切片放在黑暗、20恒温条件下，来测定其氧气消耗速率。答案：(1)H、O2基质(2)O2释放速率光合作用所需的CO2浓度增加(3)大于叶切片光合作用产生的O2一部分被呼吸作用消耗(4)1.5黑暗、20恒温O2消耗速率(或呼吸速率)6.在昼夜平均温度保持在20和光照充足恒定的情况下，研究小组在一段时间内，测定了三组人工气候箱中的番茄(初始生长状况相同)分别在3个温差条件下的生理活动指标，结果如下表。请分析回答：人工气候箱温差() (昼温夜温)胞间CO2浓度(mmol/mol)有机物积累速率mol/(m2s)叶绿素含量(g/cm2)一组0260.06.3127.08二组6231.611.4930.15三组12193.814.3033.46(1)实验过程中随着昼夜温差的增大，叶绿体基质中ATP与ADP相互转化的速率_(填“降低”“不变”或“增大”)；为保证实验的顺利进行，要提供充足的水分以及_，以满足植物生长所需。(2)随温差增大，有机物积累速率增大，推测其原因是_。(3)若要探究番茄生长的最适温差，你的实验改进思路是：_；预测实验结果是_。解析：(1)根据实验数据可知，随着昼夜温差的增大，胞间二氧化碳浓度降低，有机物积累速率增加，叶绿素含量升高，说明光合作用增强，叶绿体基质中ATP与ADP相互转化的速率增大；实验的自变量为温度差，为保证实验的顺利进行，要提供充足的水分以及CO2和无机盐，以满足植物生长所需。(2)随温差增大，白天有机物的积累量与夜晚呼吸作用有机物的消耗量的差值更大(或随温差增大，光合速率与呼吸速率的差值增大)，导致有机物积累速率增大。(3)探究番茄生长的最适温差，可以缩小温差梯度，并增加温差大于12的实验组，测定有机物积累速率。表中三组实验随着昼夜温差的增大，有机物积累速率依次增大，根据环境因素影响光合作用的特点，最适温差不可能在06之间，有机物积累速率峰值应出现在温差为612之间或温差大于12时。答案：(1)增大CO2和无机盐(2)随温差增大，白天有机物的积累量与夜晚呼吸作用有机物的消耗量的差值更大(或随温差增大，光合速率与呼吸速率的差值增大)(3)缩小温差梯度，并增加温差大于12的实验组，测定有机物积累速率有机物积累速率最大峰值出现在温差为612之间或温差大于12时题组二以图像为载体考查光合作用与呼吸速率的因素7图1表示某植物在不同光照强度下氧气和二氧化碳的吸收量(单位：mLh1)。请回答下列问题：(1)与c点相比，b点时叶肉细胞内C5的含量较_(填“多”或“少”)。(2)c点之后限制光合作用速率的主要环境因素是_，在c点对应的光照强度下植物叶肉细胞(不考虑其他能进行光合作用的细胞)每小时固定的二氧化碳为_mL，叶绿体释放的氧气的去向是_。(3)人们从生长状况相同的植物叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取圆叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后置于一定范围的、不同浓度的NaHCO3溶液中，使其沉于底部，在适宜温度下给予相同的、一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图2。据图分析，导致d点圆叶片上浮至液面所用时间大于e点的主要原因是_。解析：(1)与c点相比，b点光照强度较小，光反应阶段产生的ATP和H较少，三碳化合物还原产生的C5的量较少，但消耗量不变，因此叶肉细胞内C5的含量较少。(2)c点之后限制光合作用速率的主要环境因素是温度和二氧化碳浓度，在c点对应的光照强度下植物叶肉细胞每小时固定的二氧化碳为48856(mL)，此时光合作用强度大于呼吸作用强度，因此叶绿体释放的氧气的去向是进入线粒体和释放到外界环境中。(3)由于d点时NaHCO3溶液浓度较低，二氧化碳供应较少，细胞光合作用强度较弱，而呼吸作用强度未变，气体产生的速率与气体消耗速率之差较e点小，故上浮所需时间长。答案：(1)少(2)温度和二氧化碳浓度56进入线粒体和释放到外界环境中(3)d点时NaHCO3溶液浓度较低，二氧化碳供应较少，细胞光合作用强度较弱，而呼吸作用强度未变，气体产生的速率与气体消耗速率之差较e点小，故上浮所需时间长8研究人员利用番茄植株进行了两个实验，实验的结果分别用图一、图二表示，请据图回答问题：(1)实验中植物根尖细胞对培养液中不同无机盐离子的吸收具有选择性，原因是_。若用缺镁的完全培养液培养，叶肉细胞内_合成减少，从而影响植物对光的吸收。(2)图一中a点番茄植株的相对生长速率低于b点的主要原因是_。日温26、夜温20一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？_(填“一定”或“不一定”)，理由是_。(3)图二表示一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析：番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是_。该番茄植株经过一昼夜后，_(填“有”或“没有”)有机物的积累。解析：(1)因细胞膜上载体的种类和数量不同，所以植物根尖细胞对培养液中不同无机盐离子的吸收具有选择性；镁是组成叶绿素的重要成分，在缺镁的完全培养液中，植物叶肉细胞叶绿体中叶绿素的合成减少，从而使光反应减弱，最终影响光合作用强度。(2)与b点相比，a点条件下番茄植株相对生长速率较低的主要原因是a点夜温过低，导致夜间酶活性低，新陈代谢速率过慢，不利于物质合成和分裂等生理活动；由于没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验，日温26，夜温20不一定是番茄植株生长的最适温度组合。(3)密闭容器中O2的含量达到最高点或最低点，就表明植物光合作用产生的O2量和细胞呼吸消耗的O2量相等，因此，番茄植株光合作用释放的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是B、C两点。密闭装置内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此该番茄植株经过一昼夜后，没有积累有机物。答案：(1)细胞膜上载体的种类和数量不同叶绿素(2)a点夜温过低，导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于生命活动的正常进行不一定没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验(3)B、C没有考点三光合作用与呼吸作用的实验设计真题试做明考向1(2017高考天津卷)叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是()A用无水乙醇提取叶绿体中的色素B用水做层析液观察花青苷的色素带C用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目解析：本题考查绿叶中色素的提取与分离、细胞有丝分裂等相关知识。叶绿体色素为脂溶性，可溶于有机溶剂如无水乙醇，A可达到目的；花青苷为水溶性，类比叶绿体色素的分离方法，可用水做层析液观察花青苷的色素带，B可达到目的；质壁分离和复原实验可用于探究细胞的吸水和失水，C可达到目的；细胞中的染色质只在有丝分裂或减数分裂过程中形成染色体，而表皮细胞无分裂能力，细胞中无染色体，D符合题意。答案：D2(2017高考海南卷)将叶绿体悬浮液置于阳光下，一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是()A离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B若将叶绿体置于红光下，则不会有氧气产生C若将叶绿体置于蓝紫光下，则不会有氧气产生D水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量解析：叶绿体悬浮液置于阳光下发生光反应释放氧气，红光、蓝紫光均可使叶绿体释放氧气，水在叶绿体中分解产生氧气需要光能，不需要ATP提供能量。答案：A3(2014高考新课标全国卷)正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是(