高考一轮复习生物学案（苏教版）第三单元第6课时影响光合作用和细胞呼吸的环境因素

第6课时影响光合作用和细胞呼吸的环境因素课标要求1.探究光照强度、CO2浓度等对光合作用强度的影响；关注光合作用与农业生产及生活的联系。2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。考点一探究外界环境因素对光合作用强度的影响探究不同光质的光对植物光合作用的影响(1)实验原理叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收峰值。叶绿素a和叶绿素b在________区和________区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在________区。(2)实验流程(3)实验结果分析脱色后的叶片染色后明显变蓝，说明叶绿体中的色素对该组玻璃纸透过的光的吸收值大。没有明显变蓝的吸收值较小。考向光合作用影响因素的实验探究1．如图表示测定金鱼藻光合作用强度的密闭实验装置，氧气传感器可监测O2量的变化。已知光饱和点是指植物光合速率达到最大时的最小光照强度。下列叙述错误的是()A．NaHCO3溶液可以为金鱼藻光合作用提供CO2B．单色光照射时，相同光照强度下一定时间内用红光比用绿光测到的O2量多C．氧气传感器测到的O2量就是金鱼藻光合作用产生的O2量D．拆去滤光片，改变光照强度，并将所得数据绘制成曲线可推知其光饱和点2．某实验小组为验证KHCO3对某植物幼苗光合作用的影响，进行了甲、乙两组不同处理的实验，甲组用差速离心法制备叶绿体悬液进行实验，乙组将等量植物幼苗叶片切割成1mm2的叶小片进行实验，然后在适宜光照、20℃恒温条件下用氧电极测量这两组植物的O2释放速率，结果如图所示。下列相关叙述正确的是()A．本实验的自变量是KHCO3的浓度，无关变量为适宜光照、20℃恒温条件B．KHCO3浓度为mol·L－1时，两组实验的O2释放速率存在差异的原因是光合速率不同C．由该实验可推断，随着KHCO3浓度的增大，叶小片的O2释放速率会一直增大D．加入清水组的叶小片中无O2释放，原因可能是光合作用产生的O2通过呼吸作用被消耗了考点二光合作用的影响因素及其应用1．光照强度(1)原理：光照强度通过影响植物的____反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速率____，产生的NADPH和ATP增多，使暗反应中C3的还原加快，从而使光合作用产物增加。(2)曲线解读项目生理过程气体交换生理状态模型A点只进行______作用吸收O2、释放CO2AB段呼吸作用________光合作用吸收O2、释放CO2B点呼吸作用________光合作用不与外界进行气体交换B点以后呼吸作用________光合作用吸收CO2、_______(3)应用：温室大棚中，适当增强________________，以提高光合速率，使作物增产。2．CO2浓度(1)原理：CO2影响________反应阶段，制约________的形成。(2)曲线解读①图1中A点表示________点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。②图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。③B点和B′点对应的CO2浓度都表示____点。(3)应用：在农业生产上可以通过通风，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。3．温度(1)原理：温度通过影响____________影响光合作用，主要制约暗反应。(2)应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当________室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。4．水分和矿质元素(1)原理①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。(2)应用：施肥的同时，往往适当浇水，小麦的光合速率会更大，此时浇水的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。提醒分析夏天中午叶片光合作用情况：下图是在夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答问题：①7～10时的光合作用强度不断增强的原因是________________________。②10～12时左右的光合作用强度明显减弱的原因是____________________________________________________________________________________________________。③14～17时的光合作用强度不断下降的原因是________________________。④从图中可以看出，限制光合作用的因素有________________。⑤依据本题提供的信息，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．多因子变量对光合速率的影响植物生活的环境是复杂多样的，环境中的各种因素对光合作用的影响是综合的。下面的曲线是科学家研究多种因素对光合作用影响得到的结果。请分析回答：(1)这三种研究的自变量分别是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)图3的研究中，对温度条件的设定有何要求？为什么？________________________________________________________________________(3)限制图1、图2P点光合速率的主要环境因素分别是什么？________________________________________________________________________(4)根据图1分析，在30℃条件下，光照强度达到Q点之后，光合作用速率不再增加，限制因素可能有哪些？________________________________________________________________________(5)图1结果不足以说明30℃是光合作用最适宜温度，为什么？如何改进实验才能获得正确的结果？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(6)Q点之后，曲线会明显下降的是哪一个图？原因是什么？________________________________________________________________________6．影响光合作用的内部因素(1)植物自身的遗传特性，如植物品种不同，以阴生植物、阳生植物为例(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶(3)植物叶面积指数考向一光合作用影响因素的综合考查3．(多选)下图甲表示某种植物叶肉细胞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)。据图判断，下列说法正确的是(注：不考虑无氧呼吸)()A．图甲中的纵坐标数值即为图乙中的m3B．图甲中c点时，图乙中有m1＝n1＝m4＝n4C．图甲中e点以后，图乙中n4不再增加，其主要原因是m1值太低D．图甲中a、b、c、d、e任意一点，图乙中都有m1＝n1>0，m2＝n2>04．下图是各种环境因素影响黑藻光合速率变化的示意图。下列相关叙述正确的是()A．若在t1前充CO2，则暗反应速率将显著提高B．t1→t2，光反应速率显著提高而暗反应速率不变C．t3→t4，叶绿体基质中NADPH的消耗速率提高D．t4后短暂时间内，叶绿体中C3/C5比值下降考向二光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题5．(2023·江苏灌南高三检测)农作物的光合作用强度与其产量直接相关。科研人员研究了光照强度和CO2浓度对某种植物光合作用强度的影响，绘制出成熟叶片在两种CO2浓度条件下，光合作用强度随光照强度的变化曲线(见下图)。下列说法正确的是()A．单位叶片中a点的光合作用强度一定大于呼吸作用强度B．d点以后限制光合作用强度的内因可能是酶浓度C．CO2浓度由b点调至c点瞬间，叶绿体中C3含量下降D．若该曲线是在最适温度下测得，突然降低温度，d点会向右上方移动6．(多选)如图所示，在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻，以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析，下列叙述错误的是()A．适当提高温度，P点将上移B．P点处能产生ATP的细胞器只有线粒体C．降低CO2浓度时，在图乙上的R点应右移D．在图乙上绘制装置B的曲线，Q点应左移考向三农业生产中的应用7．夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，错误的是()A．①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量B．②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗C．与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强D．③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利8．(2020·全国Ⅰ，30节选)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________________________________________________________________________，选择这两种作物的理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/μmol·m－2·s－112001180560623考点三细胞呼吸的影响因素及其应用1．内部因素(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。实例：一般来说，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。实例：一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。(3)器官类型：同一种植物的不同器官呼吸速率不同。实例：一般生殖器官______营养器官；幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。2．外界因素(1)温度①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响____________进而影响细胞呼吸速率。②应用：储存水果、蔬菜时应选取____________(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。(2)O2浓度①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有________作用。②解读：2浓度低时，________呼吸占优势。b．随着O2浓度增大，________呼吸逐渐被抑制，________呼吸不断加强。c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。d．对总呼吸曲线解析：总呼吸趋势变化是随着氧气浓度变化先降低后升高最后趋于平衡。所以总呼吸最低点为0～10%之间的低氧浓度，故储存水果、蔬菜时除选取零上低温处，还需低氧气浓度。③应用a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生____________。d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生________，防止________中毒，烂根死亡。(3)CO2浓度①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会__________(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。(4)含水量①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越________，细胞呼吸越强。②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的________含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。考向一细胞呼吸的影响因素分析9．(2023·江苏高邮第一中学高三月考)如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放量与O2浓度之间的关系，下列相关叙错误的是()A．Q点、P点产生CO2的场所分别是细胞质基质、线粒体B．R点CO2释放量最少，因此5%的O2浓度最适合小麦种子的储存C．若将实验材料换为等质量的花生种子，P点后O2的吸收量比小麦种子的多D．若图中AB＝BC，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量相等10．(多选)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是()A．20h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体B．50h后，30℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加C．50h后，30℃的有氧呼吸速率比2℃和15℃慢，是因为温度高使酶活性降低D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大考向二细胞呼吸原理在农业生产中的应用11．(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是()A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用12．中耕松土是农作物栽培的传统耕作措施，下列相关说法错误的是()A．松土可以促进根对矿质元素的吸收，促进光合作用B．松土可以促进硝化细菌的代谢活动，合成更多的有机物C．松土使土壤中无机物含量减少，有机物含量增加D．松土能加速土壤中残枝败叶、动植物遗体的分解，生成更多的二氧化碳考向三种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析13．将黄豆干种子浸水30小时，期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化，下列对此描述正确的是()A．自由水与结合水的含量均大量增加，代谢加快B．CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强C．酶的种类没有变化，但酶的活性均显著增高D．若在显微镜下观察胚细胞，会发现大部分细胞中存在染色体14．(2023·江苏连云港高三检测)某植物种子在密闭容器内萌发过程中O2和CO2的变化如图所示(氧化分解的底物为葡萄糖)。下列叙述错误的是()A．种子萌发初期自由水/结合水的值增大，细胞代谢也随之增强B．A点时种子开始进行有氧呼吸，且B点时有氧呼吸最强C．A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质D．在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合15．干种子萌发过程中，CO2释放量()和O2吸收量()的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答出两点)。(2)在种子萌发过程中的12～30h之间，细胞呼吸的产物是____________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是____________________________________________________________________________________________________。(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括______________________________________________________________________________。归纳总结种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。1．(多选)(2022·湖南，13)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因可能是()A．叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B．光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C．叶绿体内膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D．光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降2．(2018·江苏，18)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是()A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度3．(多选)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是()A．4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻B．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多C．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少4．(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。回答下列问题：(1)图1中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会__________(填“减小”“不变”或“增大”)。(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明_________________________________________________________________________________。(3)从图3分析可得到两个结论：①O3处理75天后，甲、乙两种植物的___________________________________________________，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明________________________________________________________________________。(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物对O3耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O3处理75天。若实验现象为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，则说明基因A的功能与乙植物对O3耐受