（浙江专版）2019版高考生物一轮复习考点加强课1光合作用与呼吸作用的关系及影响因素教案.docx

光合作用与呼吸作用的关系及影响因素真正光合速率的辨析及相关实验知识点一辨析真正光合速率、表观光合速率与呼吸速率1.真正光合速率、表观光合速率和细胞呼吸速率的关系图解(1)常考曲线分析(2)真正光合速率、表观光合速率和呼吸速率的常用表示方法(以光合速率大于呼吸速率为例)微观点悟归纳总结真正光合速率O2产生速率CO2固定(或消耗)速率有机物产生(或制造、生成)速率表观光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率黑暗中有机物消耗速率2.植物有机物积累量的计算方法(1)计算方法：常见以下两种情况持续光照条件下：有机物积累量V表t。有时光照有时黑暗条件下，有两种计算方法：方法一：有机物积累量光合产生量呼吸消耗量(V表V呼)t光V呼(t光t暗)方法二：有机物积累量光照时的积累量黑暗时的消耗量V表t光V呼t暗(2)注意事项判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物积累量是否大于0。注意所求与已知的物质是否一致，如已知CO2的量求葡萄糖的量，则需要借助反应式运用化学计算方法进行换算。计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。3.常考曲线分析以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标【特别提醒】真正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，不要认为表观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，此时真正光合速率恰恰是呼吸速率的2倍。【典例】 三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片表观光合速率(Pn，以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线，以下分析正确的是()A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成三碳酸的速率相对较高B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片碳反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度慧眼识图答案D【对点小练】(201610月浙江选考)在玻璃温室中，研究小组分别用三种单色光对某种绿叶蔬菜进行补充光源(补光)试验，结果如图所示。补光的光强度为150 (molm2s1)，补光时间为上午7：0010：00，温度适宜。下列叙述正确的是()A.给植株补充580 nm光源，对该植株的生长有促进作用B.若680 nm补光后植株的光合色素增加，则光饱和点将下降C.若450 nm补光组在9：00时突然停止补光，则植株释放的O2量增大D.当对照组和450 nm补光组CO2吸收速率都达到6(molm2s1)时，450 nm补光组从温室中吸收的CO2总量比对照组少解析与对照组相比，补充580 nm光源，CO2的吸收速率较低，所以补充580 nm光源不能促进植物生长，A错误；光合色素增加则光饱和点会升高，B错误；由于补充450 nm光源可促进植物的光合作用，所以突然停止了补光后，释放O2的量应降低，C错误。答案D光合速率的测定方法(1)以气体体积变化为测量指标测定方法光合作用速率可用上图所示装置进行测定，NaHCO3可以维持瓶内空间CO2浓度稳定，小液滴的移动量表示植物放氧量(表观光合量)。物理实验误差的校对为了防止气压、温度等非光合作用因素引起误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如死的幼苗)，其他条件均不变。利用装置进行光合速率的测定，测出的结果是表观光合速率，要得到真正的光合速率，还需要在黑暗环境中测出其呼吸速率，二者相加即为真正光合速率。(2)以有机物变化量为测量指标半叶法如图，可在同一片叶主脉两侧对称位置取等大的两部分A、B。若给B照光，A不照光，将A取下并放置在与B温度、湿度等条件相同，但无光的环境中保存，一段时间后，与取下的B同时烘干、称重，重量差值与时间的比值表示真正的光合速率假设最初A、B初始重量为X，实验处理t时间后A、B称重分别为WA、WB，则(XWA)表示呼吸消耗量，(WBX)表示净光合量，总光合量(WBX)(XXA)，真正光合速率(WBWA)/t。若先将A取下烘干称重，B照光一段时间后再取下烘干称重，则重量差值与时间比值表示表观光合速率(A、B初始干重相等，故WBWA表示有机物积累量)。知识点二“探究光强度对光合作用的影响”设计思路设计思路(一)1.实验流程(1)打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径1 cm)。(2)抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2等)。(3)小圆形叶片沉水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底。(4)对照实验及结果：项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光强度叶片浮起数量甲10片20 mL强多乙10片20 mL中中丙10片20 mL弱少2.实验结论在一定范围内，随着光强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。设计思路(二)实验目的设计思路原理现象结论相互对照探究光照度对净光合作用的影响改变白炽灯具与玻璃容器间的距离强光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2多于细胞呼吸消耗的O2，使容器内压强增大有色液滴右移强光下，净光合作用强度0较强光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2等于细胞呼吸消耗的O2，容器内压强不变有色液滴不移动较强光下，净光合作用强度0弱光下，CO2缓冲溶液确保容器内CO2相对稳定，光合作用释放的O2少于细胞呼吸消耗的O2，使容器内压强减小有色液滴左移弱光下，净光合作用强度0【对点小练】1.(2017嘉兴期末)在右图所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，密闭后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中，然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面，光照后叶片重新浮出液面的原因是()A.叶片吸水膨胀，密度减小的缘故B.溶液内产生的CO2大量附着在叶面上的缘故C.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上的缘故D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大的缘故解析叶片浮出水面的原因是叶片的光合速率大于呼吸速率，释放的气体浮在叶面上，A错误，C正确；溶液内不会产生过多的二氧化碳，NaHCO3溶液的作用是保持容器内二氧化碳的浓度稳定，B错误，D错误。答案C2.(2017绿色联盟高三3月适应)如图1表示高等植物光合作用的某反应过程；图2表示某同学为探究影响光合作用的速率的实验装置，取几株有5个叶片、株高相近的西红柿植株，分别放在密闭的玻璃容器内。(1)图1表示光合作用的_反应过程，图中的物质为该反应提供了_，影响图1过程的主要环境因素有_；每1分子物质离开该反应会同时有_分子的物质参与RuBP的再生。(2)利用图2装置可用于研究_对光合速率的影响，该实验光合速率的大小是用一定时间内的_表示，此数值应_(填“大于”“等于”或“小于”)该植物的实际光合速率。答案(1)碳氢和能量CO2浓度和温度5(2)光照强度或光质(波长)二氧化碳传感器数值的变化量(或玻璃罩内CO2的减少量)小于(时间：40分钟分数：100分)一、选择题1.(2017浙江新高考研究联盟高三联考)图甲表示全光照和不同程度遮光对某植物叶片中叶绿素含量的影响，图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物表观光合速率和气孔导度(气孔张开的程度)的日变化趋势。下列说法错误的是()A.图甲中叶绿素含量的测定，可先用95%的乙醇提取叶片中的色素B.据图甲推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力C.图乙中8：00到12：00表观光合速率降低的原因一定是光合作用速率减弱D.图乙中18：00时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等解析叶绿体色素可以溶于有机溶剂，故可用95%的乙醇提取叶片中的色素，A正确；图甲中遮光程度越大，叶片中的色素含量越多，据此推测，该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力，B正确；由图乙可知8：00到12：00气孔导度基本不变，光合作用速率不会减小，推测表观光合速率降低的原因可能是呼吸强度的增大，C错误；由图乙可知18：00时表观光合速率等于0，说明此时光合作用固定CO2速率和呼吸作用释放CO2速率相等，D正确。答案C2.(2017浙江名校协作体高三模拟)在光照恒定、温度最适条件下，某研究小组用下图一的实验装置测量一小时密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如图二所示。下列叙述错误的是()A.AB段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50 ppm CO2/minC.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将下降D.若第10 min时突然黑暗，叶绿体基质中3磷酸甘油酸的含量将增加解析前30 min CO2含量1 680 ppm下降到180 ppm，表观光合速率为(1 680180)3050 ppm CO2/min，而后30 min呼吸速率为(600180)3014 ppm CO2/min，由于温度恒定，所以真正光合速率为501464 ppm CO2/min。答案B3.(2017杭州市周边重点中学高三模拟)研究人员测定了不同浓度镉和钙处理12天后，秋茄(一种红树林植物)的各项生理指标，结果如图(注：气孔导度即气孔开放程度)，下列说法错误的是()A.实验结果表明，随着镉浓度增大，秋茄的表观光合速率降低B.低浓度钙能促进镉对秋茄的胁迫(环境对生物体所处的生存状态产生的压力)C.在相同且适宜光照和温度下，镉浓度5 mg/L、钙浓度400 mg/L时秋茄叶肉细胞中ATP、NADPH的产生速率大于镉浓度0.5 mg/L、钙浓度0 mg/L时的产生速率D.秋茄对土壤中铜、镉、汞等重金属的吸收能力不同，根本原因是基因的选择性表达解析图中可以反映出随着镉浓度增大，表观光合速率降低，A正确；低浓度钙处理镉溶液处理过的秋茄，其净光合作用速率和气孔导度有所增加，所以低浓度钙能缓解镉对秋茄的影响，B错误；据图，镉浓度5 mg/L、钙浓度400 mg/L时秋茄净光合速率（气孔导度）高于镉浓度0.5 mg/L、钙浓度0 mg/L时的净光合速率（气孔导度），可推测，真正光合速率前者高于后者，ATP、NADPH的产生速率前者高于后者，C正确；秋茄对土壤中铜、镉、汞等重金属的吸收能力不同，直接原因是根细胞表面的吸收矿质离子的载体不同，根本原因是不同基因表达的mRNA数量不同（基因的选择性表达），D正确。答案B4.(2017宁波新高考选考适应)为探究某植物生长的最佳光强度，设计下图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是()A.光合作用产生O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示B.若装置中的液体为NaOH溶液，给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为厌氧呼吸消耗的O2量C.为使测得的O2变化量更精确，该装置烧杯中应盛放CO2缓冲液，还应增加对照装置，换死亡的同种植物幼苗替代装置中的植物幼苗D.为了探究光强度对光合作用的影响，调节白炽灯的光强，只有在达到全日照光强时液滴向右移动量才最大解析实验过程中，单位时间内装置中液滴移动距离来表示净光合作用速率，A错误；如果用装置烧杯中应放入氢氧化钠溶液，吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，并对植物进行遮光处理，此时液滴移动的距离是需氧呼吸的大小；若测量指标为装置中O2含量的变化，则氧气为自变量，二氧化碳为无关变量，所以装置中的小烧杯中的蒸馏水应该换成二氧化碳缓冲液或碳酸氢钠溶液，以保证单一变量是氧气浓度。该实验需要设置对照试验，具体为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和二氧化碳缓冲液，C正确；调节白炽灯的光强，可以探究光强度对光合作用的影响，当一定光照强度下，但在达到全日照光强度之前，光合作用已达到光饱和时的速率，D错误。答案C5.(2017湖州市高三期末)为了研究2个新育品种P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人员分别测定了新育品种与原种(对照)叶片的表观光合速率、蛋白质含量和叶绿素含量，结果如图所示。据图下列说法错误的是()A.P1的表观光合速率最强与其叶绿素含量较高从而可产生更多的NADPH和ATP有关B.P2参与光合作用酶的含量可能比对照组的高，导致其光合速率比对照组的高C.表观光合速率可用单位时间反应物CO2的消耗量或生成物O2的释放量表示D.乙烯能调节新育品种叶片气孔的开放程度，从而影响其表观光合速率解析图中P1的叶片叶绿素含量较高，可以产生更多的NADPH和ATP用于碳反应，因此P1表观光合速率高与其叶绿素合成量较高有关，A正确；图中P2比对照组的叶片叶绿素含量较高，可以产生更多的NADPH和ATP用于碳反应，同时其蛋白质含量较高，可能含有更多的参与光合作用的酶，所以其光合作用能力最强，B正确；表观光合速率可用单位时间反应物CO2的消耗量或生成物O2的释放量表示，C正确；据图不能得出乙烯能调节新育品种叶片气孔的开放程度，从而影响其表观光合速率，D错误。答案D6.(2017十校联盟高三3月适应)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(数据表示测得植株在不同条件下二氧化碳的吸收速率mg/h)如下图所示。则据图分析正确的是()A.图中影响马铃薯植株光合作用速率的因素有CO2浓度和温度B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20 条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无ATP产生C.马铃薯植株在适当遮荫、CO2浓度为0.03%、40 条件下，光照强度不是限制因素D.实验中马铃薯植株二氧化碳固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%和35 解析根据前面对曲线的分析可知，实验中影响光合作用速率的因素有温度、光照强度和CO2浓度，A错误；根据曲线在弱光、CO2浓度为0.03%、20 条件下，马铃薯植株表观光合速率为0，此时真正光合速率等于呼吸速率，叶肉细胞的叶绿体中仍有ATP产生，B错误；根据曲线，当适当遮荫、0.03%的CO2浓度、40 时，马铃薯的表观光合速率为25，呼吸速率为40，根据表观光合速率真正光合速率呼吸速率，故真正光合速率为25(40)15；而全光照、0.03%的CO2浓度、40 时，马铃薯的表观光合速率为0，呼吸速率为40，根据表观光合速率真正光合速率呼吸速率，故真正光合速率为0(40)40，4015，C错误；根据真正光合速率表观光合速率呼吸速率，实验中马铃薯植株二氧化碳固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%和35 ，D正确。答案D7.(2017金华高三模拟)研究者探究不同光照条件下，两种不同浓度CO2对某种蓝细菌生长的影响，结果如图所示。下列关于实验的叙述，不正确的是()A.“”和“”分别表示高浓度和低浓度CO2下的测量结果B.若相同条件下测量O2的释放量，可得到相似的实验结果C.低光强时，不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著D.高浓度CO2时，不同的光强对干重增加的影响不显著解析分析题图曲线，可知，高光照强度下“”有机物积累多于“”，因此“”为高二氧化碳浓度下的测量结果，“”为低二氧化碳浓度下的测量结果，A正确；光照和二氧化碳浓度相同，光合作用产生的氧气相同，细胞呼吸强度不变，因此相同条件下测量O2的释放量相同，B正确；低光强时，限制光合作用的外界因素主要是光照强度，不是二氧化碳浓度，因此不同的CO2浓度对干重增加的影响不显著，C正确；高二氧化碳浓度时，一定的范围内随光照强度增加光合作用强度增强，干重增加速度增大，D错误。答案D8.(2017绍兴市高三3月适应)某研究小组将一植株放在密闭玻璃罩内，置于温度恒定的暗室中，给予特定光强度的光照，进行光合作用影响因素的探究实验。其中在t1t2期间进行适度遮光处理，测得钟罩内O2量的变化如下图所示。下列叙述正确的是()A.t0与t1相比，t1时植物叶绿体内的RuBP含量较高B.若在t1t2时段，给密闭钟罩内补充适量CO2，植物光合速率基本不变C.若在t2t3时，进一步增强光照，植物的光合速率将升高D.整个实验过程中，植物叶肉细胞释放的O2量为da解析t0与t1相比，t1时进行适度遮光处理，说明光反应减弱，产生的NADPH和ATP减少，三碳酸的还原减少，所以植物叶绿体内的RuBP含量较低，A错误；由于在t1t2期间进行适度遮光处理，限制光合作用速率的因素是光照强度，所以给密闭钟罩内补充适量CO2，植物光合速率基本不变，B正确；由于光照强度达到一定值时，植物光合作用强度将不再增加，所以若在t2t3时，进一步增强光照，植物的光合速率不一定升高，C错误；由于钟罩内O2量是净量，所以整个实验过程中，植物叶肉细胞释放的O2量为da不能进行光合作用的细胞呼吸作用消耗的O2量，D错误。答案B9.科研人员用茶树离体叶片测定了气孔导度(指单位时间、单位面积叶片通过气孔的气体量)、表观光合速率的变化，结果如下图所示。下列说法错误的是()A.实验开始4 min时，水光解产生气体的去向有进入线粒体和释放到细胞外B.若茶树植株长期处于16 min时的状态，则其不能正常生长C.与8 min时相比，4 min时叶绿体中的ADP、NADP含量较少D.在最初04 min内，叶肉细胞表观光合速率下降的主要原因是气孔导度的下降，阻止了CO2的供应解析由题图可知，4 min时气孔导度和表观光合速率均大于8 min时，CO2的利用速率更大，三碳酸的还原速率也更大，消耗的ATP和NADPH多，故叶绿体中的ADP、NADP含量较多，C错误。答案C10.(2017台州市教学质量评估试题)下图是某植物在晴天和阴天两种不同的环境条件下，表观光合速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A.由AB段可以看出，此时限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度和CO2浓度B.在FH对应时段，植物体内有机物总量的变化情况是先减少后增加C.HI段的变化可能与植物体内脱落酸的含量增加有关D.J点时，叶肉细胞内光合速率等于呼吸速率解析AB段是在阴天环境下，限制叶片光合速率的主要环境因素是光照强度，A错误；FH对应时段，表观光合速率先减少后增加，但一直大于0，所以有机物总量一直增加，B错误；脱落酸会促进叶的气孔关闭，光合速率会降低，C正确；J点时，整个植物的光合速率等于呼吸速率，D错误。答案C11.为研究NaCl和光强度对植物光合速率的影响，实验者利用三角叶滨藜进行了相关实验，结果如下图所示。下列相关说法错误的是()A.图1中c组的结果是由植物细胞失水引起气孔开放度下降造成的B.NaCl处理后，图1中ATP、NADP的生成速率为abcC.NaCl处理前后，图2中丙组光合速率基本不变，主要受光强度限制D.在强光照下，NaCl对植物光合速率的影响更明显解析图1中c组在较高浓度的NaCl溶液中，光合速率明显降低，这可能是植物细胞失水引起气孔开放度下降造成的，A正确；图2中丙组的光强度低，因此NaCl处理前后，其光合速率基本不变，C正确；据图分析，在弱光照下，NaCl对植物影响较小，植物耐受性更强，强光照下，NaCl对植物光合速率的影响更明显，D正确。答案B二、非选择题12.为了研究某植物的光合作用特性，研究人员测定其不同生长时期(选择某晴朗一天作为代表)表观光合速率的日变化，并测定某时刻的温度、光强度、湿度，结果如下。请回答：生长时期表观光合速率mol/(m2s)温度/光强度mol(m2s)1湿度/%生长初期(5月22日)3.2125.71 074.926.5生长盛期(7月14日)9.6934.0837.347.1生长末期(11月2日)7.6510.7412.461.3(1)光合作用是植物绿色细胞中最重要的_(吸能/放能)反应，水在光下裂解的产物是_。(2)表中的数据是当天的_时刻测得。当卡尔文循环处于稳定时，卡尔文循环产生的三碳糖磷酸用于RuBP再生所占的比例是_。在12：00时，该植物生长盛期表观光合速率不如生长末期高，原因是_，导致碳反应减慢。(3)据图分析，该植物在_(填日期)6：0018：00积累的有机物最少。该植物在11月2日，8：00时的CO2饱和点_(高于/低于/等于)6：00时。解析(1)光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成贮存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应，水在光下裂解的产物是H、O2和电子。(2)表中的数据是当天的10：00时刻测得。卡尔文循环的产物是三碳糖磷酸，当卡尔文循环处于稳定时，卡尔文循环产生的三碳糖磷酸用于RuBP再生所占的比例是。在12：00时，温度高，湿度低，光照过强等因素导致部分气孔关闭，CO2吸收减少，导致碳反应减慢。因此该植物生长盛期表观光合速率不如生长末期高。(3)据图分析，该植物在5月22日6：0018：00积累的有机物最少。该植物在11月2日，8：00时的表观光合速率高于6：00时，由于呼吸速率变化极少，则8：00时的光合速率高于6：00时，故8：00时的CO2饱和点高于6：00时。答案(1)吸能H、O2和电子(2)10：00温度高，湿度低，光照过强等因素导致部分气孔关闭，CO2吸收减少(3)5月22日高于13.(2017绍兴市诸暨中学高三检测)图甲表示菠菜的叶肉细胞在光强度分别为a、b、c、d时单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙为图甲光照强度cd条件下不同浓度的CO2对菠菜幼苗各项生理指标影响的实验结果。请回答(注：气孔导度表示的是气孔张开的程度，影响光合作用、细胞呼吸和蒸腾作用)：(1)图甲中光强度为d时，菠菜根尖细胞产生ATP的场所是_。图甲中光强度为b时，真正光合速率_(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸速率；光强度为c时叶绿体光合作用所需CO2来源是_；如果一天中12小时的光强度为d，其余时间光照强度为a，则菠菜能否生长？_。(2)干旱初期，菠菜光合作用速率下降，其主要原因是所需的_减少而导致光合速率下降，而较高CO2浓度有利于水稻幼苗度过干旱时期，据图乙分析原因：_。解析(1)菠菜根尖细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，产生ATP的场所是细胞溶胶和线粒体。图甲中光强度为b时，真正光合速率O2产生