高考生物总复习教师用资料第四单元细胞呼吸与光合作用

第四单元 细胞呼吸与光合作用知考纲明考情知识内容考试要求考情统计201811201842017112017420161020164201510需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程b第22题第13题第19题第17题第18题需氧呼吸与厌氧呼吸的异同b第12题细胞呼吸在实践中的应用b第8题光合作用的概念、阶段、场所和产物b色素的种类、颜色和吸收光谱a 第30题光反应、碳反应的过程b 第30题第26题第30题第30题第30题活动：光合色素的提取和分离b第30题第30题第30题活动：探究环境因素对光合作用的影响c第30题第30题第30题环境因素对光合速率的影响c 第30题第26题第26题光合作用与细胞呼吸的异同b考点(一) 需氧呼吸与厌氧呼吸的过程1细胞呼吸(1)场所：细胞内。(2)原料：糖类等有机物。(3)产物：无机物或者小分子有机物。(4)分类：根据是否有氧参与可分为需氧呼吸和厌氧呼吸。2需氧呼吸(1)反应式：C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。(2)过程项目第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质和嵴线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸、水H和O2生成物丙酮酸和HCO2和H水能量少少多3.厌氧呼吸(1)反应式分解成乙醇的反应式：。转化成乳酸的反应式：。(2)过程：第一阶段与需氧呼吸第一阶段相同；其全过程都在细胞溶胶中进行。4需氧呼吸与厌氧呼吸的比较项目需氧呼吸厌氧呼吸不同点场所细胞溶胶和线粒体细胞溶胶条件需O2、酶不需O2、需酶产物CO2、H2O乙醇和CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，释放能量多有机物不彻底分解，能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量5不同生物厌氧呼吸的产物生物厌氧呼吸产物植物大多数植物细胞：如根细胞乙醇和CO2马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳酸动物骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞等乳酸微生物乳酸菌等乳酸酵母菌等乙醇和CO2必需掌握的判断细胞呼吸类型的两个方法(1)根据CO2释放量与O2消耗量比值判断(呼吸底物为葡萄糖)不消耗O2，释放CO2只进行厌氧呼吸。无CO2释放只进行产生乳酸的厌氧呼吸。乙醇产生量等于CO2释放量只进行产生乙醇的厌氧呼吸。CO2释放量等于O2消耗量只进行需氧呼吸。CO2释放量大于O2的吸收量既进行需氧呼吸，又进行产生乙醇的厌氧呼吸；多余的CO2来自产生乙醇的厌氧呼吸。乙醇的产生量小于CO2释放量既进行需氧呼吸，又进行乙醇发酵；多余的CO2来自需氧呼吸。(2)根据场所判断真核细胞：若整个呼吸过程均在细胞溶胶中进行，则为厌氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为需氧呼吸。原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有CO2和H2O产生则为需氧呼吸，若还有乳酸或乙醇产生，则还存在厌氧呼吸。1(2016浙江4月选考)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。下列有关叙述正确的是()A在线粒体内膜上进行B不产生CO2C必须在有O2条件下进行 D形成大量ATP解析：选B细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸属于糖酵解过程，该过程在细胞溶胶中进行，1分子葡萄糖在酶催化下分解为2分子丙酮酸、4分子还原氢以及少量能量，不需要O2参与也没有CO2产生。2长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是()A阶段根细胞的需氧呼吸速率下降B阶段根细胞的厌氧呼吸速率上升C阶段曲线下降的主要原因与阶段不同D细胞在a点的需氧呼吸强度小于b点解析：选D阶段，由于长期浸水土壤中氧气浓度降低，细胞需氧呼吸的速率下降。阶段，随氧气浓度的进一步降低，对厌氧呼吸的抑制作用减弱，细胞的厌氧呼吸速率上升。阶段呼吸速率下降是由于氧气浓度降低，需氧呼吸速率降低，厌氧呼吸由于氧气存在受抑制；阶段，呼吸速率下降是由于厌氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，二者下降的主要原因不同。a点氧气浓度高于b点，需氧呼吸强度大于b点。3有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的乙醇和CO2的量如下表所示：氧浓度(%)abcd产生CO2的量30 mol9 mol12.5 mol15 mol产生乙醇的量0 mol9 mol6.5 mol6 mol下列叙述错误的是()A氧浓度为a时，只进行需氧呼吸Bb值对应的氧浓度为零C氧浓度为c时，经需氧呼吸产生的CO2为6 molD氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于乙醇发酵解析：选D根据表格信息，结合需氧呼吸和厌氧呼吸的反应式可判断：在氧浓度为a时酵母菌只进行需氧呼吸，b时只进行厌氧呼吸，c、d时既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸。氧浓度为d时需氧呼吸产生CO2的量为1569(mol)，消耗葡萄糖1.5 mol，厌氧呼吸产生CO2的量为6 mol，消耗葡萄糖3 mol，故有2/3的葡萄糖用于乙醇发酵。1澄清与细胞呼吸相关的四个易失分点(1)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸。(2)有H2O生成一定是需氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(3)原核细胞无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为细胞中含有与需氧呼吸有关的酶。(4)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。2必记的与需氧呼吸有关的三个知识点(1)需氧呼吸中氧元素的来源和去路(2)反应物和产物CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。O2参与了第三阶段，H和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自O2，场所是线粒体内膜。需氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是需氧呼吸第三阶段H和O2结合生成的。需氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；厌氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为乳酸或C2H5OH和CO2。(3)能量代谢需氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而厌氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。考点(二) 影响细胞呼吸的外界因素及其应用1温度对细胞呼吸的影响(1)曲线分析：最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制(2)机理：通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率(3)应用：温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。贮存水果时，适当降低温度，从而延长保存时间2O2浓度对细胞呼吸的影响(1)曲线分析：随O2浓度的增大，厌氧呼吸逐渐减弱，需氧呼吸逐渐增强O2浓度0时，只进行厌氧呼吸0O2浓度10%时，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸O2浓度10%时，只进行需氧呼吸(2)机理：O2是需氧呼吸所必需的，且O2对厌氧呼吸过程有抑制作用(3)应用：中耕松土促进植物根部需氧呼吸无氧发酵过程需要严格控制无氧环境低氧仓储粮食、水果和蔬菜3含水量对细胞呼吸的影响(1)曲线分析：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡(2)机理：水作为需氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸的速率(3)应用4CO2浓度对细胞呼吸的影响(1)机理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行(2)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗易错警示关于影响细胞呼吸的因素及应用的3个易失分点(1)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞能进行厌氧呼吸。(2)O2浓度较低时，随着O2浓度的增加，厌氧呼吸受到抑制，但需氧呼吸因O2浓度较低也较弱，故细胞呼吸的总强度较低；但随着O2浓度的继续升高，需氧呼吸逐渐增强，细胞呼吸总强度逐渐增大。(3)种子、蔬菜和水果在贮藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是种子要保持干燥，而蔬菜和水果要保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。1(2017浙江11月选考)下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的是()A面团“发起”是酵母菌产生CO2所致B干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜C利用乳酸菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气D黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少解析：选B干燥和无氧的环境不利于蔬菜的长期保鲜。2(2018浙江11月选考)温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如图。下列叙述正确的是()Aab段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程Bbc段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快Cb点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多Dc点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中解析：选B糖酵解过程在细胞溶胶中进行；bc段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快，酶活性降低，因而细胞呼吸的相对速率下降；由分析可知，氧在电子传递链的末端与氢结合生成水；细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能的形式散失掉。3下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，以葡萄糖为呼吸底物的条件下，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A氧浓度为c时，厌氧呼吸最弱B氧浓度为d时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等C氧浓度为a时最适于贮藏该植物器官D氧浓度为b时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍解析：选D氧浓度为a时，只有CO2释放量，说明此时只进行厌氧呼吸；氧浓度为b时，CO2释放量8，O2吸收量3，所以厌氧呼吸释放CO2835，消耗葡萄糖2.5，需氧呼吸释放的CO23，消耗葡萄糖0.5，因此厌氧呼吸消耗葡萄糖的量为需氧呼吸的5倍；氧浓度为c时，呼吸作用最弱，消耗的有机物最少，适于贮藏该植物器官；氧浓度为d时，CO2释放量O2吸收量，说明只进行需氧呼吸。考点(三) 细胞呼吸方式判断的实验探究1实验装置的设计欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：2实验结果预测和结论实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的厌氧呼吸不动右移只进行产乙醇的厌氧呼吸左移右移进行需氧呼吸和产乙醇的厌氧呼吸左移不动只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸3实验注意事项(1)为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。(如图)(2)以绿色植物做实验材料，在测定呼吸熵时，应该放在黑暗环境下，以排除光合作用对呼吸作用的影响。(3)用含油脂高的种子如油料种子做测定实验，则液滴移动更明显(因油脂耗O2量更大)。1为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如下图所示的装置，相关叙述错误的是()A假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌只进行需氧呼吸B假设装置一中的红色液滴不动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌只进行厌氧呼吸C假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸D假设装置一、二中的红色液滴均不动，则说明酵母菌只进行需氧呼吸或只进行厌氧呼吸解析：选D两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是NaOH溶液，能吸收CO2，如果红色液滴左移，则说明酵母菌进行需氧呼吸，即根据装置一可以判断酵母菌是否进行需氧呼吸。装置二中是清水，如果红色液滴右移，则说明酵母菌只进行厌氧呼吸或同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸；如果红色液滴不动，则说明酵母菌只进行需氧呼吸。两套装置结合起来就可以判断出酵母菌的呼吸方式。2在下图3个密闭装置中，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。把三套装置放在隔热且适宜条件下培养，下列有关叙述错误的是()A当a和b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率va和vb，则vavbB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TcTbC如果b和c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则LbLcD如果a和c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则TaTc解析：选D装置a和b形成对照，变量为是否消毒，即是否有微生物。b和c形成对照，变量为种子种类的不同。b种子未消毒，在单位时间内，呼吸作用强度大于a，消耗的氧气多，同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧化钠吸收，所以b中消耗的氧气多，内外的压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率vb大于va。小麦种子中含淀粉较多，花生种子中含油脂较多，油脂分子中含氧元素比糖类(淀粉)少，油脂氧化分解时，需要的氧气比同等质量的糖类(淀粉)氧化分解时多，产生的热量多。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。a与c比较，即使不考虑是否消毒的问题，也应该是TaTc。考点(四) 光合色素的提取与分离(活动)1实验过程2由操作要求明确操作目的过程操作要求操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加95%的乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加软木塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要细、直、齐使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画23次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中3分离色素时色素带颜色过浅的原因(1)叶片颜色太浅；(2)叶片放置时间太久；(3)研磨不充分；(4)未加CaCO3；(5)加入提取液量太多；(6)研磨时间太长。1如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离后的统计结果，以下相关说法正确的是()A提取色素时加入乙醇是为了防止叶绿素分解B四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大C缺镁将直接影响丙、丁的合成D秋冬落叶中色素含量(甲乙)(丙丁)解析：选B叶绿体中的色素能溶于有机溶剂，并且四种色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的在滤纸上扩散速度快，所以甲、乙、丙、丁分别是叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。缺镁将直接影响叶绿素(甲、乙)的合成。落叶中的叶绿素大量分解，落叶中(甲乙)(丙丁)。2中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 )下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液(mL)调pH至处理时间(min)溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答：(1)提取叶绿素的X应该为_，原因是_。(2)表中Y应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你为他提供检测方法并写出主要步骤。解析：(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如95%的乙醇中，所以可以用95%的乙醇提取绿叶中的色素。(2)该实验探究pH对叶绿素稳定性的影响，所以我们要设置一系列pH梯度，即pH为8.0、7.0、6.0、5.0。(3)通过对实验结果的分析，在pH为6.0、5.0的酸性条件下叶绿素会分解，所以天然叶绿素不适用于酸性食品。(4)由于各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快；反之，则慢。所以，我们可用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。答案：(1)95%的乙醇绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂95%的乙醇中(2)8.0pH梯度差为1.0，所以Y为8.0(3)酸性叶绿素分解，食品变为黄绿色或黄褐色(4)方法：用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。主要步骤：制备滤纸条：将预先准备的干燥滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形，在距该端1 cm处画一铅笔细线。画滤液细线：用毛细吸管吸取叶绿素粗产品，沿铅笔线均匀地画滤液细线。纸层析法分离色素：将滤纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中(不要将滤液细线浸没在层析液中)。观察实验结果。考点(五) 光合作用的过程1填写叶绿体的结构示意图2填表比较叶绿体色素的种类和功能色素分布特性颜色功能叶绿素叶绿体基粒的类囊体膜上不溶于水，能溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂叶绿素a：蓝绿色吸收红光和蓝紫光叶绿素b：黄绿色类胡萝卜素叶黄素：黄色吸收蓝紫光胡萝卜素：橙黄色3光合作用的总反应式及各元素的去向(1)总反应式6CO212H2OC6H12O66H2O6O2。(2)元素去向氧元素：H2OO2，CO2三碳酸三碳糖。碳元素：CO2三碳酸三碳糖。氢元素：H2ONADPH三碳糖。4光合作用过程图解(1)图中O2，CO2，光反应，碳反应。(2)三碳酸的去向：大部分用于再生RuBP。剩余部分中的大部分运出叶绿体，合成蔗糖并向其他细胞运输。剩余部分中的少部分在叶绿体中，合成多种有机物，如淀粉、蛋白质和脂质等。5光反应与碳反应的区别与联系过程光反应碳反应条件必须在光下，还需要色素和酶有光、无光都可以，需要多种酶场所叶绿体类囊体膜叶绿体基质物质转化水的光解：2H2O4HO24eATP的形成：ADPPi能量ATPNADP的还原：NADP2eHNADPHCO2的固定：3CO23RuBP(C5)6三碳酸三碳酸的还原：6三碳酸6三碳糖RuBP的再生：5三碳糖3RuBP能量转化光能活跃化学能，并贮存在ATP、NADPH中ATP、NADPH中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为碳反应提供NADPH和ATP；碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP没有光反应，碳反应无法进行；没有碳反应，有机物无法合成借用模型法分析光合作用过程中物质量的变化当外界条件改变时，光合作用中C3(三碳酸)、C5(RuBP)、NADPH、ATP的含量变化可以采用下图分析：(1)图示：(2)分析：条件过程变化C3C5NADPH和ATP模型分析光照由强到弱，CO2供应不变过程减弱过程减弱过程正常进行增加减少减少或没有光照由弱到强，CO2供应不变过程增强过程增强过程正常进行减少增加增加光照不变，CO2由充足到不足过程减弱过程正常进行，随C3减少减弱，过程正常减少增加增加光照不变，CO2由不足到充足过程增强正常进行，随C3增加增强，过程正常增加减少减少特别提醒以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化，而非长时间。以上各物质变化中，三碳酸和RuBP含量的变化是相反的，NADPH和ATP含量的变化是一致的。1(2019绍兴模拟)绿色植物光合作用过程中水在光下裂解()A发生在叶绿体基质中B产物为氢气和氧气C所需能量来自ATPD速率与色素含量、光强度等有关解析：选D光合作用过程中水在光下裂解发生在类囊体膜上，产物为H、电子和氧气，所需能量来自色素吸收转化的光能，因此水在光下裂解的速率与色素含量、光强度等有关。2(2017浙江11月选考)在黑暗条件下，将分离得到的类囊体放在pH4的缓冲溶液中，使类囊体内外的pH相等，然后迅速转移到含有ADP和Pi的pH8的缓冲溶液中，结果检测到有ATP的生成。根据实验分析，下列叙述正确的是()A实验中溶液的H均来自水的裂解B黑暗条件下植物叶肉细胞中的叶绿体可产生ATPC光照条件下植物细胞叶绿体中类囊体的腔内H浓度较高D若使类囊体的脂双层对H的通透性增大，ATP生成量不变解析：选C本实验在黑暗条件下进行，而水的裂解需要光照；黑暗条件下，光反应不能进行，叶绿体不能产生ATP；由题干可知，在类囊体内H浓度大于外面时会有ATP产生，光反应要产生ATP也应如此；若使类囊体的脂双层对H的通透性增加，则类囊体中的H浓度降低，ATP的生成量会减少。3如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是()A和均为选择透性膜B上分布有与光反应有关的色素和酶C在上形成的产物NADPH和ATP进入中为碳反应提供物质和能量D中进行的反应使ATP进入糖类等有机物中解析：选D和分别表示叶绿体的外膜和内膜，为生物膜，具有选择透性；为基粒，其上分布着光反应所需的色素和酶；光反应的产物NADPH和ATP进入叶绿体基质中，为碳反应提供NADPH和能源物质ATP；ATP水解后将活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能，而非直接将ATP转移到有机物中。巧用“一、二、三、四”记忆光合作用的过程考点(六) 外界因素对光合速率的影响1光合速率(光合强度)(1)含义：一定量的植物(如一定的叶面积)在单位时间内进行多少光合作用(如释放多少O2、消耗多少CO2)。(2)表示方法方法一：光合速率产生氧气量/单位时间。方法二：光合速率消耗二氧化碳量/单位时间。2影响光合速率的环境因素(1)光强度：在一定范围内，光合速率随光强度增加而增加；当光强度增加到一定数值后，光强度再增加光合速率也不会增加，此时的光强度称为光饱和点。(2)温度：低于最适温度，随着温度升高，光合速率加快；超过最适温度，随着温度升高，酶的活性减弱或丧失，光合速率减慢或停止。(3)二氧化碳浓度：一定范围内，空气中二氧化碳浓度的增加会使光合速率加快。3单因子对光合速率的影响(1)光强度原理分析：光强度通过影响光反应阶段，制约ATP和NADPH的产生，进而制约碳反应阶段图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或CO2浓度等(2)CO2浓度原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响碳反应阶段，制约三碳酸的生成图像分析：图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大应用分析：大气中的CO2浓度处于OA段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合速率(3)温度原理分析：温度通过影响酶活性进而影响光合作用图像分析：低温导致酶活性降低，引起植物的光合速率降低，在一定范围内随着温度的升高，酶活性升高，进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累4多种因子对光合速率的影响P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点时，横坐标所表示的因子不再是限制光合速率升高的因素，要想提高光合速率，可适当提高图示中的其他因子易错警示关注影响光合作用因素的两个易错点忽视气孔对光合作用的影响，气孔关闭，限制CO2进入叶片，直接影响碳反应，进而影响光合速率。忽视温度影响光合作用的两个阶段，温度改变时，不管是光反应还是碳反应均会受影响，但主要影响碳反应，因为参与碳反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。1学会对影响净光合速率的气孔因素和非气孔因素的判断(1)当净光合速率与胞间CO2浓度呈正相关时，说明影响净光合速率大小的是气孔因素(气孔导度)。(2)当净光合速率与胞间CO2浓度呈负相关时，说明影响净光合速率大小的是非气孔因素(如光强度、色素含量等)。2掌握分析坐标曲线中限制因素的技巧对于有饱和点(平衡点)的坐标曲线，分析其限制因素的时候要分两部分：(1)达到饱和点以前的限制因素，为横坐标表示的因素。(2)达到饱和点以后的限制因素，为横坐标表示的因素以外的因素。1(2019温州八校联考)图甲表示在最适温度及其他条件保持不变的情况下某植物叶肉细胞CO2释放量随光强度变化的曲线，图乙表示某光强度和适宜温度下，该植物光合作用强度增长速率随CO2浓度变化的情况。下列叙述错误的是()A若图甲中的B点骤变为C点，短时间内三碳酸分子含量将快速下降B图甲中若其他条件不变，CO2浓度下降，则A点将向右移动C图乙中，与G点相比，F点叶绿体中NADPH的含量较高D图乙中，与F点相比，E点三碳酸分子的含量较高解析：选D若图甲中的B点骤变为C点，即光强度增大，光反应增强，短时间内三碳酸分子利用增加，但是生成量变化不大，这样细胞内的三碳酸分子在短时间内含量将快速下降；图甲中若其他条件不变，CO2浓度下降，则与原来相比，光合效率降低，这样光补偿点增大，A点将向右移动；图乙中，与G点相比，F点CO2浓度低，碳反应消耗的NADPH较少，叶绿体中NADPH的含量较高；图乙中，与F点相比，E点CO2浓度低，细胞内三碳酸分子的含量较低。2(2017浙江4月选考)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列问题：(1)本实验的因变量是_。由图中曲线对比可知，经_处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的_光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇较低温天气，除升温方法外，可对该植物进行_处理以减少叶绿素的损失。(2)提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的_。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第_条色素带均明显变窄。(3)若用不同波长的光照射叶绿素a的提取液并测定_，可得到叶绿素a的吸收光谱。解析：(1)由图示可知，该实验的自变量是光的有无和温度的高低，因变量是叶绿素的相对含量；经过0 条件下的光照处理，叶绿素含量下降最明显，导致对红光和蓝紫光的吸收减少；在较低温条件下进行遮光处理可以减少叶绿素的损失。(2)研磨绿叶时，加入CaCO3可防止色素被破坏；叶绿素a和叶绿素b分别位于滤纸条从上到下的第三、四色素带。(3)测定对不同波长的吸收率，可得到叶绿素a的吸收光谱。答案：(1)叶绿素的相对含量0 条件下光照红光和蓝紫遮光(2)CaCO3三、四(3)吸光率考点(七) 光合作用与细胞呼吸的关系及有关计算1光合作用与需氧呼吸的区别项目光合作用需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(贮能)稳定的化学能活跃的化学能(放能)和热能实质合成有机物，贮存能量分解有机物，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H(NADPH)来源H2O光解产生需氧呼吸第一、二阶段去向还原三碳酸用于第三阶段还原O2生成H2OATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于三碳酸还原供能用于各项生命活动2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，只进行细胞呼吸；图：表示细胞呼吸速率光合速率；图：表示细胞呼吸速率光合速率；图：表示细胞呼吸速率光合速率。3据图探究真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系(1)表观(净)光合速率与真正光合速率的表示方法表观光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。(2)表观(净)光合速率与真正光合速率的关系绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为表观光合速率。真正光合速率表观光合速率呼吸速率。(3)补偿点和饱和点并不是固定不变的植物的光(CO2)补偿点和光(CO2)饱和点受外界环境影响，当外界环境变化时，光(CO2)补偿点和饱和点都会发生相应变化，规律如下：若呼吸速率增加，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(填“左移”或“右移”)若呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降时，CO2(光)补偿点应右移，反之应左移。(填“左移”或“右移”)阴生植物与阳生植物相比，CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。特别提醒高考命题常以曲线图形式考查光合速率与呼吸速率之间的关系。在题干信息中，常以“CO2吸收量”、“有机物的制造量”或“有机物的积累量”等来表示光合速率。在解答时，应根据具体情况判断图中的光合速率表示的是真正光合速率还是表观光合速率。1(2019湖州模拟)在适宜光照条件下、恒温密闭的容器中培养绿色植物并测定植物的光合速率，图甲为密闭容器，图乙为1 h内该容器中CO2的变化曲线。据图分析，下列说法正确的是()AB点时，该植物叶肉细胞的净光合速率为0BAB段，叶绿体内ADP含量逐步增多C该绿色植物前30 min总光合速率(以CO2表示)的平均值为4 380(LL1)/hD用图甲装置测植物呼吸速率必须在黑暗条件下，但不必放置适量的NaOH溶液解析：选D由图分析可知，AB段表示光照条件下，装置内的CO2浓度不断降低，说明光合速率大于呼吸速率；BC段表示黑暗条件下，装置内的CO2浓度缓慢上升，说明植物细胞呼吸释放了CO2。B点是光照条件转换成黑暗条件的时刻，并不能判断此时净光合速率为0，这只是实验条件的转换时刻；AB段，叶绿体内的光合作用在不断进行，ATP与ADP之间的循环稳定进行，ADP含量在此期间基本不变；前30 min，即光照期间装置内的CO2浓度降低了3 6202203 400(LL1)，该植物净光合速率为 3 400/0.56 800(LL1)/h，黑暗条件下30 min释放的CO2为1 200220980(LL1)，即呼吸速率980/0.51 960(LL1)/h，故光照期间的总光合速率为6 8001 9608 760(LL1)/h；用图甲装置检测植物的呼吸速率，必须将该装置放在黑暗条件下，另外要检测释放的CO2量，装置内不能放NaOH溶液，因为CO2与NaOH反应会影响检测。2以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是()A光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B光照相同时间，在20 条件下植物积累的有机物的量最多C温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等解析：选A该图纵坐标分别表示光照下CO2的吸收量(即植物积累的有机物量)和黑暗中CO2的释放量(即呼吸作用)，因此，光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mgh1,30 时光合作用制造的有机物的量为(3.53)mgh1，故光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；制造有机物的量最多的温度不是25 ，而是在3035 的一个温度，积累量最多的才是25 ；光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收CO2的点，而不是图中二者曲线的交点。3将生长状况相同的轮藻叶片分成4等份，在不同的温度下先暗处理1 h，再光照1 h(光强度相同)，测其质量变化，得到如下的数据。以下说法错误的是()组别1234温度()27282930暗处理后的质量变化(mg)1231光照后和暗处理前的质量变化(mg)3331A轮藻细胞内呼吸酶最适温度约为29 B第3组轮藻光合作用产生的氧气量最多C第4组轮藻2 h合成的有机物总量为2 mgD四个组中的轮藻光合强度都大于呼吸强度解析：选C暗处理后质量变化代表1 h呼吸消耗有机物量，表格中29 时暗处理叶片重量减少最多，说明实验中与呼吸作用相关酶的最适温度约为29 ；第3组轮藻合成有机物总量最多，光合产氧量也最多；第4组轮藻2 h合成有机物总量为3 mg；四个组中的轮藻的光合强度都大于呼吸强度。理清总光合速率与净光合速率及其内在关系(1)光合总产量和光合净产量常用的判定方法若CO2吸收量出现负值，则纵坐标为光合净产量。(光下植物体或叶肉细胞)O2释放量和葡萄糖积累量都表示光合净产量。光合作用(叶绿体)CO2吸收量、O2释放量和葡萄糖制造量都表示光合总产量。分析坐标图时，首先要明确纵坐标和横坐标的含义，然后根据相关问题深入分析。观察对象净(表观)光合作用总(实际)光合作用O2量释放O2量产生O2量CO2量植物吸收CO2量固定CO2量干物质有机物积累量有机物生成量(2)计算公式：实际光合速率表观(净)光合速率呼吸速率。具体可表示为：实际光合速率从外界吸收CO2的速率呼吸释放CO2的速率，或实际光合速率释放O2的速率呼吸消耗O2的速率。考点(八) 光合速率测定的实验探究掌握设计实验装置测定光合速率的方法(1)装置中溶液的作用在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中细胞呼吸产生的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器中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左移的距离为细胞呼吸的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为植物的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。1如图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出叶片内的气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间，以研究光合速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是()A在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合速率逐渐减小B在bc段，单独增加适宜的光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间C在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用解析：选C图中纵坐标是上浮至液面的时间，时间越短，说明单位时间内产生的氧气越多，光合作用强度越大。结合曲线分析，ab段随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用增强，产生氧气增多，叶圆片上浮时间越来越短；从图中分析，bc段CO2浓度已不再是制约光合作用的因素，因此单独增加NaHCO3溶液浓度，不会提高光合速率；c点后由于NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致整体代谢水平下降，叶圆片上浮时间长；整个过程叶片都进行呼吸作用。2如图是探究绿色植物光合速率的实验示意图，装置中的NaHCO3溶液可维持瓶内的CO2浓度。该装置放在20 环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2 mL，毛细管内的水滴在位置X。30 min后，针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置。据此回答下列问题：(1)若以释放出的氧气量来代表光合速率，该植物的光合速率是_mL/h。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合速率数值_(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是_。(3)假若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的_反应阶段。(4)如果在原实验中只增加光强度，则针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至30 ，针筒容量需要调至0.8 mL读数，才能使水滴维持在X的位置上。比较两个实验可以得出什么结论？_。解析：(1)NaHCO3溶液维持了小室中CO2浓度的相对恒定，液滴的移动是光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值，所以该装置测出的是净光合速率。据题意针筒的容量需要调至0.6 mL的读数，才能使水滴仍维持在X的位置，说明光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值是0.6 mL0.2 mL0.4 mL，净光合速率0.4 mL/0.5 h0.8 mL/h。(2)植物实际光合速率减去呼吸速率的值等于实验测得的光合作用数值，因此，测得的数值比实际数值偏低。(3)在植物叶片上涂上凡士林，会堵住气孔，叶片不能吸收CO2，影响的是碳反应。(4)如果在原实验中只增加光强度，则针筒的容量仍维持在0.6 mL读数处，说明光照不是限制光合作用的因素；而将温度提升至30 ，针筒容量需要调整读数，才能使水滴维持在X的位置上，说明温度的改变影响了光合强度。答案：(1)0.8(2)偏低植物同时进行呼吸作用，消耗了部分氧气(3)碳(4)在上述条件下，光照不是限制光合速率的主要因素，温度才是限制光合速率的主要因素(其他合理答案也可)3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强度测试的研究课题。研究中设计了下图所示的装置：请利用以上装置完成对该转基因作物光合强度的测试