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1、考点加强课2 光合作用的影响因素及综合应用突破点1光合作用与呼吸作用的关系1.光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物质变化无机物有机物有机物无机物能量变化光能化学能(储能)稳定的化学能活跃的化学能(放能)实质合成有机物，储存能量分解有机物，释放能量，供细胞利用场所叶绿体活细胞(主要在线粒体)条件只在光下进行有光、无光都能进行2.光合作用与有氧呼吸的联系(1)物质方面：C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2 O：H2OO2H2OH：H2OHC6H12O6HH2O(2)能量方面：光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能3.光合作用与细胞呼吸之间的气体变化下列为叶肉细胞内线粒
2、体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。图：表示黑暗中，只进行 ； 图：表示细胞呼吸速率 光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率 光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率 光合作用速率。考向1光合作用与有氧呼吸内在关系1.下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化，相关叙述正确的是()A.过程发生在叶绿体类囊体的薄膜上，过程发生在线粒体的内膜上B.过程发生在线粒体中C.过程均需要H和ATP提供还原剂和能量D.过程产生的H是相同的物质，过程在线粒体中进行2.如图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系，图乙表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体的体积)，下列说法不
3、正确的是(注：不考虑无氧呼吸)()A.影响m3大小的外界因素有光照强度和温度等B.甲图中A、B、C、D、E任意一点，乙图中都有m1n10，m2n20C.甲图中E点以后，乙图中n4不再增加，限制因素主要是光反应D.甲图中C点时，乙图中有m1n1m4n4【总结归纳】光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP的来源与去路来源去路H光合作用光反应中水的光解作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原有氧呼吸第一、第二阶段产生用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量ATP光合作用光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素吸收的太阳能用于暗反应阶段C3的还原，以稳定的化学能的形式储存于有机物中有氧呼吸第一、二、三
4、阶段均能产生，第三阶段产生的能量最多。能量来自有机物的氧化分解作为能量“通货”，用于各项生命活动考向2光补偿点与光饱合点的移动3.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 。如图表示该植物在25 时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30 (原光照强度和CO2浓度等不变)，从理论上分析图中相应点的移动应该是()A.A点上移，B点左移，m值增加 B.A点不移，B点左移，m值不变C.A点下移，B点右移，m值下降 D.A点下移，B点不移，m值上升4.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CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是()A.CO2
5、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C.CO2浓度为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【总结归纳】光补偿点与光饱和点的移动规律规律注光补偿点若用图形表示，可归纳为如下几种：四幅图中所有的A点及图乙中的B点均表示光补偿点，因此在识别时一定要认真分析。突破点2开放环境中外界因素对光合作用的影响1.内部因素(1)与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关，以阴生植物、阳生植物为例：如图所示。(2)植物叶片的叶龄、叶面积指数叶绿素含量及酶等也会影响光合作用，如图所示。2.外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析因素原理图
6、像应用光照强度影响光反应阶段，制约ATP及H的产生，进而制约暗反应欲使植物生长，必须使光照强度大于光补偿点温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用速率二氧化碳浓度影响暗反应阶段，制约C3的生成大气中CO2浓度过低时(OA段)植物无法进行光合作用大田中增加空气流动，以增加CO2浓度，如“正其行，通其风”温室中可增施有机肥，以增大CO2浓度温度通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)大田中适时播种温室中，增加昼夜温差，保证植物有机物的积累必需矿质元素可通过所构成的与光合作用相关的化合物，对光合作用产生直接或间接影响(如K可影响光合产物的运输和积累)合理施肥促进叶面积增大，提高酶合成速率，加
7、快光合作用速率施用有机肥，有机肥被微生物分解后，既可补充CO2又可提供各种矿质元素(2)多因子对光合速率的影响曲线分析：P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：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。考向影响光合速率的外界因素1.通过实验测得一片叶子在不同光照条件下CO2吸收和释放的情况如下图所示。乙图中所示细
8、胞发生的情况与甲图中A点、AB段、B点、BC段依次相符的一项是()A. B. C. D.2.如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况，除各图中所示因素外，其他因素均控制在最适范围内。下列分析正确的是()A.乙图中D点与C点相比，相同时间内叶肉细胞中C5的生成量较少B.图中M、N、P点的限制因素分别是CO2浓度、温度、光照强度C.丙图中，随着温度的继续升高，曲线走势将稳定不变D.甲图中A点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量3.如图是某植物光合作用和细胞呼吸过程示意图。代表物质，代表过程。据图回答下列问题。(1)在甲图中，消耗CO2的场所是_，在强光下ATP的移动方向是_。(2)在光照条件下，叶
9、肉细胞中消耗ADP的场所有_。若将该植物由1%的CO2浓度突然置于质量分数为0.3%CO2浓度下(光照强度不变)，甲图中的C3的含量将_，原因是_ _。(3)乙图与马铃薯块茎细胞在缺氧时的呼吸相比，特有的步骤是_(填数字)，这些过程发生在_部位。(4)若用18O标记甲图中的H2O，则在细胞呼吸产物中能测到含18O的物质是_，甲、乙两图中不同数字代表同一物质的标号是_。(5)下图表示温室内光照强度(E)与作物光合速率(v)的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当EB时，增大光合速率的主要措施是_；当BEC时，可采取_措施，保证作物的最大光合速率。【题后反思】在影响光合作用的因素中，光照强度
10、、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，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)和环境因素(如温度、CO2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。突破点3 密闭环境中昼夜CO2、O2含量变化1.绿色植物24 h内有机物的“制造”、“消耗”与积累(1)典型图示(2)曲线解读积累有机物时间段：CE段。制造有机物时间段：BF段。消耗有机物时间段：OG段
11、。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：SPSMSN(SP、SM、SN分别表示P、M、N的面积)。2.在相对密闭的环境中，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项目一昼夜CO2含量的变化曲线图(小室中CO2变化状况)一昼夜O2含量的变化曲线图(小室中O2变化状况)图示若N点低于M点则一昼夜，植物体内的有机物总量增加则一昼夜，植物体内有机物总量减少若N点高于M点则经一昼夜，植物体内的有机物总量减少则一昼夜，植物体内有机物总量增加若N点与M点一样高则一昼夜，植物体内的有机物总量不变则一昼夜，植物体内有机物总量不变含量最高点CO2含量最高点为C点O2含量最高点E
12、点含量最低点CO2含量最低点为E点O2含量最低点为C点考向密闭环境昼夜物质含量的变化1.将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量。变化情况如图所示。下列对此过程的分析正确的是()A.只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等B.在916时之间，光合速率呼吸速率，O2浓度不断上升C.该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量D.该植物从20时开始进行无氧呼吸2.图1植物(a表示叶片，b表示茎，c表示果实，X表示某种气体)放入光合作用最适的温度和光照强度下培养，并
13、随时记录a、b和c三处放射物含量的数值，如图2。下列分析不正确的是()A.根据实验要求最好用14C标记的CO2进行实验研究B.由图2可知光合产物可由a运输至b再运输至cC.t1时刻不是光合作用的终点，S2的值表示果实呼吸量D.若适当提高温度，则图2中的S1和S2的值都将变小3.下图1是某植物绿叶的叶肉细胞光合作用、细胞呼吸作用图解。请据图回答问题：(1)由图1可知，甲、乙分别代表的物质是_、_。(2)图1中过程的产物是_，要想使此物质在叶绿体内的含量快速下降，可以改变的环境条件是_。(3)图1中过程的场所是_。(4)作物的生长中心(如花、种子、果实等)对有机物的需要量比其他器官大，研究发现，生
14、长中心与光合速率之间是协调的。请设计实验证明作物的生长中心与叶片光合作用速率正相关。实验材料：正在抽穗的小麦等。实验原理：_。去穗后光合作用受到抑制。方法步骤：第一步：控制适宜的光照、温度等环境因素不变，进行如上图2操作。第二步：光照1 h后，_。第三步：_。第四步：光照1 h后，_。推测最可能的结果：_。【题后反思】(1)密闭容器中所检测出的光合作用强度为净光合作用强度，而实际光合作用强度需要结合呼吸作用强度进行推算。(2)提高作物产量的四大途径途径措施或方法延长光照时间补充光照增大光合作用面积间作、合理密植提高光合作用效率提供适宜光照强度、提高CO2浓度(如通风)、合理施肥(供应适量必需矿
15、质元素)提高净光合作用速率维持适当昼夜温差(白天适当升温，晚上适当降温)突破重点1总光合速率、净光合速率与呼吸速率的测定(三率测定)第一步理清原理，把握精髓，突破方法1.测定组织细胞呼吸速率的方法(1)测定组织细胞呼吸速率的装置与原理装置指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的水滴左移。单位时间内水滴左移的体积即表示呼吸速率。(2)物理误差的校正如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验
16、结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。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，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。注用脂肪(或脂质)含量高的种子，如油料种子做测定实验，则水滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。2.植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法(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，保证了容器内CO2浓度的恒定。(2)测定原理在黑暗条件下甲装置中的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左移的距离表示植物的O2吸收速率，
17、可代表呼吸速率。在光照条件下乙装置中的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。 (3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，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，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。第二
18、步描准高考命题切入点，对点强化，全面提升1.如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是()A.试管内加入的试剂是NaOH溶液B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动D.该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量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。(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。
19、30 min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，方法步骤如下：甲、乙两装置的D中放入_。把甲、乙装置放在_。30 min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 min后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：实验30 min后红墨水滴移动情况测定植物呼吸作用强度甲装置_(填“左”或“右”)移1.5 cm乙装置右移0.5 cm测定植物净光合作用强度甲装置_(填“左”或“右”)移4.5 cm乙装置右移0.5 cm(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
20、15 h.一昼夜葡萄糖的积累量是_g(不考虑昼夜温差的影响)。3.利用以下装置可探究某绿色植物的生理作用。假如该植物的光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖，且不能进行产生乳酸的无氧呼吸。回答下列问题：(1)实验前，应_(填“打开”或“关闭”)活塞，记录有色液滴的位置。(2)忽略装置内其他微生物的干扰，可利用装置_来探究该植物的呼吸作用类型，此时应对实验装置进行_处理，若_，则该植物在进行有氧呼吸的同时也进行产生酒精和CO2的无氧呼吸；该植物的根尖细胞内，能产生CO2，但不伴随ATP合成的生理过程是_。(3)忽略装置内其他微生物的干扰，最好选择装置_来验证CO2是植物进行光合作用的必需原料。
21、在暗反应阶段中，CO2需要转化成_才能被H还原。【学法指导】光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制增加水中O2泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；减少水中O2容器密封或油膜覆盖或用凉开水；除去容器中CO2氢氧化钠溶液；除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中；除去叶中叶绿素酒精隔水加热；除去光合作用对呼吸作用的干扰给植株遮光；如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光；线粒体提取细胞匀浆离心。第一步研析内涵、明点析线，宏观微观并举，点悟解题切入点1.理清净光合速率和真正光合速率内涵在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，用于表示净光合速率，而真正光合
22、速率净光合速率呼吸速率。常用表示方法项目表示方法净光合速率“测定的”植物(叶片)吸收CO2量或“实验容器内”CO2的减少量；“植物(叶片)”释放O2量或“容器内”O2的增加量；植物(叶片)“积累”葡萄糖量或植物(叶片)质量(有机物)增加量真正光合速率叶绿体“吸收”CO2量；叶绿体“释放”O2量；植物或叶绿体“产生”葡萄糖量呼吸速率(遮光条件下测得)黑暗条件下，植物CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量注若试题以坐标曲线形式出现，如果光照强度为0时，CO2吸收量为0，则为真正光合速率，如果光合速率数值有负值，则为净光合速率。2.总光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系(1)绿色组织在黑暗条
23、件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得数据为呼吸速率(A点)。(2)绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。(3)总(真正)光合速率净光合速率呼吸速率。 图1(4)各点(段)光合作用和呼吸作用分析曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所细胞或植物体外观表现图示A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用呼吸速率只在细胞质基质和线粒体从外界吸收O2，向外界排出CO2AB段(不含A、B点)呼吸量光合量净光合0细胞质基质、线粒体、叶绿体从外界吸收O2，向外界排出CO2B点光合量呼吸量净光合0与外界不发生气体交换B点之后光合量呼吸量净光合0从外界吸收CO2，向外界释放O2此时植物可更
24、新空气(5)常考曲线分析特别提醒总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率呼吸速率，不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率呼吸速率，此时总光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。3.净(表观)光合速率与实际(总)光合速率宏观与微观水平分析注m表示CO2n表示O2(1)呼吸速率用产物CO2表示：m1即线粒体释放CO2量或“黑暗”条件下细胞或植物体释放CO2量。用底物O2表示：n1即线粒体吸收O2总量或“黑暗”条件下细胞或植物体从外界吸收的O2量。(2)总光合速率用CO2表示：m1m2即“叶绿体”利用CO2或固定CO2总量(此为呼吸量与净光合量之和)。用O2表示：n1n2即叶绿体产生或
25、释放O2总量(此为呼吸耗O2量与净光合量之和)。(3)净光合速率(v净v总v呼)用底物CO2表示：m2即植物或细胞从外界吸收的CO2量。用产物O2表示：n2即植物或细胞向外界释放的O2量。【总结归纳】光合速率与植物生长(1)当净光合速率0时，植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率0时，植物不能生长。(3)当净光合速率0时，植物不能生长，长时间处于此种状态，植物将死亡。由此可见：植物生长速率取决于总光合速率与呼吸速率之差即“净光合速率”，切不可盲目地认为总光合速率越高时，植物生长越快。第二步研析题型，变换视角，全取高考拉分题视角1总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算1.将生长状况相同的某种
26、植物的叶片均分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如图数据。下列说法正确的是()A.该植物在27 时生长最快，在29 和30 时不表现生长现象B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的4个温度中都是29 C.在27 、28 和29 时光合作用制造的有机物的量相等D.30 时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是1 mg/h2.在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，以下有关说法错误的是()光合速率与呼吸速率相等时的光照强度/klx光饱和时的光照强度klx光饱和时的CO2吸
27、收速率/mg(102cm2叶h)1黑暗条件下CO2释放速率/mg(102cm2叶h)1A植物13115.5B植物393015A.与B植物相比，A植物是在弱光照条件下生长的植物B.当光照强度超过9 klx时，B植物光合速率不再增加，造成这种现象的原因可能是暗反应跟不上光反应C.当光照强度为9 klx时，B植物的总光合速率是45 mg CO2/100 cm2叶hD.当光照强度为3 klx时，A植物与B植物固定CO2速率的差值为4 mg CO2/100 cm2叶h3.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果，据图分析回答问题：(1)从图分析可知，该
28、植物的呼吸速率可表示为_，光合速率可表示为_。在1316 之间，随着温度的升高，呼吸作用强度_(填“增强”或“减弱”、“不变”)，实际光合作用的强度_(填“增强”或“减弱”、“不变”)。(2)恒定在上述_温度下，维持10 h光照，10 h黑暗，该植物叶片增重最多，增重了_mg。4.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2h)。请
29、分析回答下列问题：(1)MA表示6小时后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量；MB表示6小时后(_)(_)呼吸作用有机物的消耗量。(2)若MMBMA，则M表示_。(3)净光合速率的计算方法是_。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。 _。【题后归纳】进行光合速率、呼吸速率计算，常用如下关系：(1)摩尔数数量关系C6H12O6CO2O2166 (2)分子量关系：C6H12O6(180)6CO2(644)6O2(632)视角2结合曲线模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率5.下列关于曲线的描述，正确的是()A.图1中，两曲线的交点对应的是净光合速率为0时的温度B.图2中，C点对
30、所有进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量等于细胞呼吸产生的CO2量C.图3中A、B两点为光合速率和呼吸速率相等的点D.若呼吸作用的原料全部为葡萄糖，则图1中30 时10 h需消耗葡萄糖15 mg6.图甲表示植物在不同光照强度下单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示植物光合速率与光照强度的关系曲线。假设不同光照强度下细胞呼吸强度相等，下列说法正确的是()A.若图甲代表水稻，图乙代表蓝藻，则图甲的c时与图乙的C时细胞中产生ATP的场所都有细胞质基质、线粒体和叶绿体B.若图甲与图乙为同一植物，则相同温度下，图甲的b相当于图乙的B点C.图甲植物的d时单位时间内细胞从周围环境吸收2个单位的CO2D.图乙的A、B、C点光合作用限制因素只有光照强度