专题6　探究细胞呼吸及光合作用的影响因素（教师版）

8/9专题6探究细胞呼吸及光合作用的影响因素1.影响细胞呼吸的曲线解读2.影响光合作用因素的曲线解读3.光合作用、细胞呼吸的“三率”变化分析（1）“三率”的表示方法①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2的释放量或O2的吸收量，即图1中OA段对应的CO2的量；②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量，即图1中的C′C段对应的CO2的量，也称为表观光合速率；③实际（总）光合速率=净光合速率＋呼吸速率，即图1中的AD段对应的CO2总量。（2）图2中曲线c表示净光合速率，曲线d表示呼吸速率，c＋d表示总光合速率。在G点时，总光合速率是呼吸速率的2倍。4.光合作用、呼吸作用曲线中“关键点”及移动情况分析（1）补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用①饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下，饱和点越大，表示植物的光合作用能力越强。②补偿点表示植物在一定条件下开始生长（积累有机物）的临界点，高于补偿点，植物开始生长；低于补偿点，植物会净消耗有机物。补偿点低，说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。③通常，阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低，由此可以区分判断阴生植物和阳生植物。（2）光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析①A点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A点下移；反之，A点上移。②B点与C点的变化（注：只有横坐标为自变量，其他条件不变）其他条件B点（补偿点）C点（饱和点）适当增大CO2浓度（或光强度）左移右移适当减小CO2浓度（或光强度）右移左移土壤缺Mg2＋右移左移注：细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2补偿点（或光补偿点）应右移，反之左移。③D点：代表最大光合速率，若增大光强度或增大CO2浓度使光合速率增大时，D点向右上方移动；反之，移动方向相反。5.自然环境与密闭环境中一昼夜光合速率变化考向1结合影响细胞呼吸的因素及其应用，考查社会责任1.（2026•浙江宁波二模）马铃薯块茎中含有丰富的淀粉，营养价值高，是我国五大主食之一，但储存不当容易导致块茎发芽或出现酸味甚至腐烂。某兴趣小组探究了马铃薯需氧呼吸强度与O2浓度的关系，并将结果绘制如图（低于B点对应的O2浓度时会出现酸味）。下列叙述错误的是（）A．A点时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸B．B点对应的O2浓度比A点更有利于马铃薯的储存C．C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度高于细胞溶胶D．D点时马铃薯块茎呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质解析：C由图可知，A点时氧气浓度较低，此时马铃薯块茎同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，A正确；B点对应的O2浓度可有效抑制厌氧呼吸，但需氧呼吸强度与A点无显著差异，所以B点比A点更有利于马铃薯的储存，B正确；O2的运输属于扩散，从高浓度到低浓度，C点时，马铃薯细胞可以吸收O2进行需氧呼吸，因此C点时马铃薯块茎线粒体基质中的O2浓度低于细胞溶胶，C错误；D点时马铃薯块茎需氧呼吸强度最大，说明只进行需氧呼吸，呼吸产生CO2的场所只有线粒体基质，D正确。2.温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如下。下列叙述正确的是（）A．a~b段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程B．b~c段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快C．b点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D．c点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中解析：B糖酵解过程发生于细胞溶胶（细胞质基质），A错误；b~c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，B正确；氧不是与葡萄糖中的碳结合生成二氧化碳，而是在需氧呼吸第三阶段与［H］（NADH）结合生成水，C错误；c点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能形式散失，D错误。考向2结合影响光合作用的因素及其应用，考查社会责任3.下图是夏季连续两天内，某植物整体光合速率的日变化曲线图，S1~S5表示曲线与横轴围成的面积，由图不能得出的结论是（）A．分析曲线变化趋势的不同，推测造成S2、S4面积差异的因素最可能是光强度B．MN段CO2释放量波动明显，主要原因是夜间温度的变化影响了呼吸酶的活性C．在B、I点时，该植物叶肉细胞光合作用固定的CO2量等于其呼吸作用释放的CO2量D．若该植物经过这两昼夜仍能生长，则S2＋S4＞S1＋S3＋S5，有机物的积累量大于零解析：C分析曲线变化趋势的不同，即是否有“光合午休”（FH段）现象，推测造成S2、S4面积差异的因素最可能是光强度，A正确；MN段CO2释放量波动明显，主要原因是夜间温度的变化影响了呼吸酶的活性，B正确；在B、I点时，该植物的净光合速率等于零，该植物光合作用固定的CO2量等于该植物呼吸作用释放的CO2量，但不是所有的细胞都能进行光合作用，因此该植物叶肉细胞光合作用固定的CO2量大于其呼吸作用释放的CO2量，C错误；若该植物经过这两昼夜仍能生长，说明有机物的积累量大于零，则S2＋S4＞S1＋S3＋S5，D正确。4.（2026•浙江1月选考9题）为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、NaHCO3溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是（）A．可探究的环境因素有光照强度、温度、CO2浓度等B．实验中可用单位时间的O2释放量表示光合速率C．将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升D．可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度解析：C实验材料包括台灯（调节光照强度）、冰块（调节温度）、NaHCO3溶液（提供CO2），可用于探究光照强度、温度、CO2浓度等环境因素，A正确；氧传感器直接检测O2释放量，单位时间内O2释放量可反映净光合速率，B正确；冰水使温度骤降，酶活性降低，光反应和碳反应速率均下降，光合速率下降，C错误；光照强度与光源距离呈反比，调节台灯与烧杯之间的距离可改变光照强度，D正确。考向3结合曲线图或数据表格，考查影响呼吸作用和光合作用的因素5.植物甲的花产量、品质（与叶黄素含量呈正相关）与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（）组别光照处理首次开花时间茎粗（mm）花的叶黄素含量（g/kg）鲜花累计平均产量（kg/hm2）①光照8h/黑暗16h7月4日9.52.313000②光照12h/黑暗12h7月18日10.64.421800③光照16h/黑暗8h7月26日11.52.422500A．第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，且产量最高B．植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关C．综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理D．植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关解析：C与其他组相比，第①组处理首次开花时间最早，说明第①组处理有利于诱导植物甲提前开花，但其鲜花累计平均产量小于第②③组，A错误；植物甲花的品质与叶黄素含量呈正相关，据表中信息可知，随着光照处理中的黑暗时长减小，植物甲花的叶黄素含量先升高后降低，B错误；第②组处理植物甲花的叶黄素含量最高，鲜花累计平均产量明显大于第①组，略小于第③组，综合考虑花的产量和品质，应该选择第②组处理，C正确；比较第②组和第③组的结果可知，第②组植物甲花的叶黄素含量较第③组高，但第③组的鲜花累计平均产量高于第②组，说明植物甲花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关，D错误。6.酸橙为芸香科柑橘属植物，科学家对酸橙夏季光合作用特性进行研究，以期为酸橙优质高产栽培提供理论基础。图1所示为光合有效辐射（类似光强度）和CO2浓度日变化，图2所示为酸橙的净光合速率和气孔导度日变化。请根据相关数据回答下列问题。（1）光合作用是植物生长发育的基础，其物质变化突破无机物和有机物之间的界限，将光能固定为能，发生的具体场所是。（2）由图2可知，时，酸橙的净光合速率达到最大，此时（填“能”或“不能”）得出酸橙的总光合速率，理由是。酸橙的净光合速率和气孔导度呈相关，原因可能是。（3）结合图1和图2可知，影响酸橙光合速率的因素为，除此以外，影响因素还可以是（至少答出2个）。（4）在自然生长状态下，植物光合速率日变化曲线一般有两种类型，一种为单峰型，另一种为双峰型，即存在明显的光合“午休”现象。由图可知酸橙属于型，判断依据是。答案：（1）化学类囊体薄膜、叶绿体基质（2）10：00不能总光合速率=净光合速率＋呼吸速率，但酸橙的呼吸速率未知正气孔导度越大，气孔开放度越高，叶肉细胞吸收的CO2越充足，碳反应越强，光合作用速率越大，而呼吸速率几乎不变（3）光合有效辐射、CO2浓度温度、矿质元素、水分、光质等（4）双峰酸橙的净光合速率在10：00左右达到最大后开始下降，至13：30左右时又开始回升解析：（1）光合作用是将光能固定为化学能，植物光合作用过程发生在叶绿体中，具体场所为叶绿体基质和类囊体薄膜。（2）由图2可知，10：00，酸橙的净光合速率达到最大，此时不能得出酸橙的总光合速率，因为总光合速率=净光合速率＋呼吸速率，但酸橙的呼吸速