2021届高考生物人教通用一轮复习方略课件：3.4 影响光合作用的因素及与细胞呼吸的关系 .ppt

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1、,第4课影响光合作用的因素及与细胞呼吸的关系,内容索引,核心素养测评,考点一环境因素对光合作用强度的影响及应用【必备知识速填】1.光合作用强度:(1)概念:是指植物在单位时间内通过光合作用制造_的数量。(2)其他表示方法:单位时间内通过光合作用_的数量。单位时间内通过光合作用_的数量。,糖类,消耗的CO2,产生的O2,2.环境因素:(1)光照强度:原理:光照强度通过影响植物的_进而影响光合速率。影响:光照强度增加,光反应速度_,产生的_增多,使暗反应中还原过程加快,从而使光合作用产物增加。构建数学模型:,光反应,加快,H和ATP,曲线解读:,细胞呼吸,不再增加,应用:a.增加光照强度促进光合作

2、用:温室中适当_以提高作物的光合作用强度。b.依据植物的特点合理利用光能:阴生植物光补偿点和光饱和点均较阳生植物_,可采用阴生植物与阳生植物_的方式以合理利用光能。,增加光照强度,低,间作,(2)CO2浓度:原理:CO2影响_阶段,制约_的形成。数学模型分析:,暗反应,C3,不再,增加,应用:a.大田生产:应“正其行,通其风”或增施_。b.温室栽培:人工增加_、增施农家肥或与动物圈舍连通等。,农家肥,CO2,(3)温度:原理:温度通过影响_影响光合作用强度。数学模型:,酶的活性,应用:a.白天:适当提高温度以_。b.夜间:适当降低温度以_,减少有机物的消耗。,提高光合作用强度,降低细胞呼吸强度

3、,(4)水分和矿质元素:原理:a.水既是光合作用的原料,又是体内各种化学反应的_,如植物缺水导致萎蔫,使光合速率下降。另外,水分还能影响气孔的开闭,间接影响_进入植物体内。b.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。如镁可以影响_的合成从而影响光反应。,介质,CO2,叶绿素,数学模型:,应用:农业生产中,可根据作物的生长规律,合理灌溉和施肥。,【秒判正误】1.在夏季晴朗中午,植物气孔关闭,光合作用强度下降。()2.干旱初期植物光合速率降低主要是因为光反应原料水不足。()分析:干旱缺水影响植物的蒸腾作用,植物部分气孔关闭,CO2进入量减少,光合速率下降。3.

4、农业生产中的“正其行,通其风”,目的是提高CO2浓度来提高光合作用强度。(),4.温度越高,酶活性越高,光合作用强度越大。()分析:温度通过影响酶的活性影响光合作用强度,温度过高酶失活,光合作用强度降低甚至会丧失。5.光合作用中的产物和反应物中没有N、P等元素,因此土壤中的N、P等无机盐的含量对光合作用无影响。()分析:光合作用中的色素、酶以及反应场所中都含有N、P等元素,因此土壤中的N、P等无机盐会影响光合作用。,【重点难点讲透】1.影响光合作用强度的因素:(1)外因:包括光照强度、温度、CO2浓度等。(2)内因:包括酶的活性和数量、色素的种类和数量、五碳化合物的含量等。2.光合作用强度高光

5、能利用率高:(1)其他条件相同的情况下,光合作用强度越高,光能利用率越高。(2)光能利用率除受光合作用强度的影响外,还受光合作用时间和光合作用面积的影响。,3.多因素对光合作用强度的影响:(1)构建数学模型:,图中:a.高CO2浓度,b.中CO2浓度,c.低CO2浓度。高光强,中光强,低光强。,(2)模型解读:P点之前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,依次为光照强度、光照强度和温度。Q点之后横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的主要因素,此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光照强度。,(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用相关酶的活性,提高光合

6、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。,【教材命题源】教材原文:必修1_P104“农业生产上许多增加农作物产量的措施,是为了提高光合作用的强度”。命题角度:角度1.有些果蔬大棚内悬挂发红色或蓝色光的灯管,并且在阴雨天也会开灯,这样做的好处是什么?提示:叶绿体中的色素吸收最多的是光谱中的红光和蓝紫光,这样有助于光的吸收,提高光合作用强度。,角度2.合理密植有利于获得高产。如图所示,要想使果蔬高产,叶面积指数(单位土地面积上叶面积的数量,指数越大表示植物交错程度越大)应控制在何值为佳?,提示:4。,【典例示范】(2018全

7、国卷)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:,(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是_。(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是_,判断的依据是_。(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。,【解析】本题考查光合作用的基本过程和影响因素。(1)当光照强度大于a时,甲的净光合速率比乙的高,因此对光能的利用率较高的植物是甲。(2)光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比

8、乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。(3)乙植物在低光照强度下的净光合速率大于甲,所以乙更适合在林下(低光照条件)种植。(4)夏日晴天中午12:00时温度过高,部分气孔关闭,进入叶肉细胞的CO2不足。,答案:(1)甲(2)甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2,【素养新命题】(1)甲、乙两种植物为什么乙植物更适合林下种植?(科学思维:分析与综合)提示:乙植物在低光照强度下净光合速率大于甲植物。(2)结合曲线分析阴雨天为了提高大棚蔬菜的产量,应如何

9、做呢?(社会责任:解决现实生活中的问题)提示:阴雨天光照强度较弱,为了提高大棚蔬菜的产量,可适当提供人造光源,提高光照强度,进而提高植物的净光合作用强度。,【热考角度通关】角度一单因素对光合作用的影响1.(2019潍坊模拟)阳光穿过森林中的空隙形成光斑,下图表示一株生长旺盛的植物在光斑照射前后光合作用吸收CO2和释放O2量的变化,据此下列分析正确的是()A.光斑照射前,光合作用无法进行B.光斑照射后,光反应和暗反应迅速同步增加C.光斑照射后,暗反应对光反应有限制作用D.光斑移开后,光反应和暗反应迅速同步减弱,【解析】选C。光斑照射前,有氧气释放,说明植物细胞在进行光合作用,A项错误;光斑照射后

10、,光反应迅速增加,而暗反应没有立即增加,二者不同步,B项错误;光斑照射后,O2释放曲线变化趋势是先增加然后降低,说明暗反应对光反应有限制作用,原因是暗反应不能及时消耗光反应产生的ATP和H,C项正确;光斑移开后,光反应迅速减弱,而暗反应过一段时间后才减弱,二者不同步,D项错误。,2.如图,原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后,CO2吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是()A.曲线AB段表示绿色植物呼吸强度减慢B.曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用C.B点时植物既进行光合作用,也进行细胞呼吸D.整段曲线表明,随光照强度增加,光合速率增加,呼吸速率也增加,【解析】选C。曲线AB段表示随

11、着光照强度逐渐增强,二氧化碳的释放量逐渐减小,而不代表细胞呼吸强度改变,A错误;曲线BC段表示光照强度较高,绿色植物光合作用强度大于细胞呼吸强度,植物表现为吸收CO2,B错误;B点表示绿色植物光合作用强度等于细胞呼吸强度,植物表现为既不吸收CO2也不释放CO2,C正确;由曲线可知,随光照强度递增,光合作用增强,但达到一定程度时,光合作用强度不再随之变化,在整个过程中不能确定呼吸速率的变化,D错误。,角度二多因素对光合作用的影响3.(2020淄博模拟)为探究影响光合作用强度的因素,将同一品种玉米苗置于25条件下培养,实验结果如图所示。下列叙述错误的是()A.此实验有两个自变量B.D点比B点CO2

12、吸收量高的原因是光照强度大C.实验结果表明,在土壤含水量为40%60%的条件下施肥效果明显D.制约C点光合作用强度的因素主要是土壤含水量,【解析】选A。由题意可知,本实验探究的自变量有光照强度、是否施肥、土壤含水量三个,A错误;由图示曲线可知,与D点相比,B点的光照强度较弱,光合作用强度也较弱,因此D点比B点CO2吸收量高的主要原因是光照强度大,B正确;根据图示,同一光照条件下,当土壤含水量在40%60%时,施肥与未施肥相比CO2吸收量增加明显,C正确;C点土壤含水量较少,光合作用强度较低,因此制约C点光合作用强度的因素主要是土壤含水量,D正确。,科学思维模型与建模坐标曲线上限制因变量变化的因

13、素分析(1)单曲线分析:曲线上升段或下降段的限制因素,主要是横轴对应的变量(自变量);曲线水平段的限制因素是除自变量之外的其他影响因变量的因素。(2)多曲线分析:两曲线重合部分的限制因素是横轴对应的变量(自变量),两曲线不重合部分的差异是由除自变量之外的其他影响因变量的因素所致。,4.(金榜原创预测)为了研究温度对玉米幼苗生长的影响,某研究小组进行了如下实验:将若干组等量的、生长状况一致的玉米幼苗,白天给予26的恒定温度,不同实验组给予不同的夜温,其他条件相同且适宜。结果如图1所示。将同一批玉米幼苗分别置于恒定的不同温度下培养,其他培养条件相同,光合作用强度与光照强度之间的关系如图2所示。下列

14、有关叙述正确的是(),A.A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低B.玉米幼苗生长的最适温度组合是日温26、夜温20C.玉米幼苗夜间生长所需的能量由线粒体提供D.15时玉米幼苗的光合作用强度高于10,【解析】选A。由图可知,A点时玉米幼苗相对生长速率较低的主要原因是夜温太低,A正确;由于缺少其他日温的实验作对照,因此不能确定最适日温是26,B错误;玉米幼苗夜间生长主要通过有氧呼吸获取能量,因此其所需的能量由线粒体和细胞质基质提供,C错误;由图可知,光照强度较低时,15时玉米幼苗的光合作用强度低于10,D错误。,5.哈密瓜盛产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物生长季节里,阳光充沛、昼夜

15、温差大。分析回答:(1)从影响哈密瓜生长的环境因素分析,哈密瓜特别甜的原因是_。(2)如果你的家乡想种哈密瓜并使瓜甜,仅从光合作用的角度分析,你认为应当采取的措施有_。,【解析】(1)哈密地区位于我国的高纬度地区(夏季的白天长),阳光充足,而且光照强,所以哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长,光合作用的强度大,积累的糖类自然就会很多。哈密地区夜间温度比较低,哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱,消耗的糖类物质就会比较少。这样,哈密瓜内积存的糖类比较多。哈密瓜细胞内的糖类在有关酶的催化作用下,最终转化成果糖和葡萄糖,所以哈密瓜特别甜。(2)如果自己的家乡想种植哈密瓜并使瓜甜,就要模仿哈密地区的自然条件

16、,创造类似的生态环境,如采取白天适当增加光照时间和光照强度,夜间适当降低温度等措施。,答案:(1)白天温度高,光照强,哈密瓜光合作用强,积累的有机物较多;夜间温度低,哈密瓜细胞呼吸较弱,消耗的有机物较少,一昼夜积累的有机物较多(2)增加光照强度、延长光照时间等,【加固训练】科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到的实验结果如图所示。请据图判断下列叙述不正确的是(),A.光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B.光照强度为b时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同C.光照强度为ab,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为

17、bc,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高,【解析】选D。曲线和的CO2浓度不同,因此光照强度为a时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同,A项正确;曲线和的温度不同,因此光照强度为b时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是温度不同,B项正确;由曲线图可知,光照强度为ab,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高,C项正确;光照强度为bc,曲线光合作用强度随光照强度升高而升高,但曲线光合作用强度随着光照强度的升高不再变化,D项错误。,考点二光合作用相关的探究实验【必备知识速填】探究光照强度对光合作用强度的影响:(1)实验原理:利用抽气法排出叶片细胞间隙中的_,使其沉入水中。通过_控制

18、光照强度。光合作用的过程中产生_的多少与光合作用强度密切相关,O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片_。因此可依据一定时间内_,来比较光合作用强度。,气体,台灯与烧杯的距离,O2,上浮,小圆形叶片上浮的数量,(2)实验步骤及操作要点:,沉入水底,CO2,细胞间隙充满了水,小圆形叶片浮起,(3)实验结论:在一定光照强度范围内,光合作用强度随光照强度的增强而_。,增强,【秒判正误】1.在探究光照强度对光合作用强度的影响中,增加光照强度或温度,都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。()分析:达到光饱和点后,增加光照强度不会缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。提高温度,可能会增加叶圆片上浮至液面所用的时间。

19、,2.探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的小圆形叶片应先排出里面的气体。()3.探究光照强度对光合作用强度影响的实验中的自变量是光照强度,因变量是光合作用强度。()4.探究光照强度对光合作用强度影响的实验中能测定出其真光合作用速率。()分析:该实验只能测定出其净光合作用速率,无法测定真光合作用速率。,5.在探究光照强度对光合作用强度的影响中,往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。()分析:往水中吹气是为了增加水中的二氧化碳。,【典例示范】(2019六安模拟)研究人员对处于生长期的A、B两种绿色植物进行实验探究。如图1表示植物A与植物B的净光合速率随CO2浓度变化的实验结果,图2是探究光照强

20、度对植物B光合速率的影响的实验,在获取的植物B的叶圆片中,选取大小、颜色相同的叶圆片若干,放在含有适宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中,检测叶圆片开始上浮的时间。请回答下列问题:,(1)图1所示实验的自变量是_。(2)图1所示实验,在其他条件适宜的情况下,若将植物B培养在缺镁的环境中,则a点将向_移动。如果将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中,则_(填“植物A”或“植物B”)先停止生长。(3)将10片叶圆片投放于含有适宜浓度的NaHCO3溶液的烧杯中,如图2所示,开始叶圆片沉在烧杯底部,将烧杯置于适宜光照条件下一段时间,发现叶圆片上浮,上浮的原因是_。(4)图2探究光照强度

21、对光合速率的影响时,通过调节白炽灯与烧杯之间的距离来实现对自变量的控制,是否存在其他变量影响实验结果,为什么?_。,【解析】(1)根据图1可知,图1实验的自变量是CO2浓度和植物的种类。(2)若将植物B培养在缺镁的环境中,则叶绿素合成不足导致光合速率降低,而呼吸速率基本不变,因此a点将右移;根据题图分析可知,植物A比植物B更能利用较低浓度的二氧化碳进行光合作用,因此若将植物A、B种植在同一个密封无色并给予适宜光照的玻璃容器中,植物B先停止生长。,(3)利用注射器抽出细胞间隙的空气,使叶圆片下沉。在适宜浓度的NaHCO3溶液条件下,叶圆片进行光合作用,释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2,叶圆片细

22、胞间隙中的O2积累,使叶圆片上浮。(4)存在,因为白炽灯距烧杯的距离不同,输入烧杯中的热量也不同,会改变烧杯中溶液的温度,影响酶的活性。,答案:(1)CO2浓度和植物种类(2)右植物B(3)叶圆片进行光合作用,释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2,叶圆片细胞间隙中的O2积累,或叶表面吸附着O2,使叶圆片上浮(4)存在,因为白炽灯距烧杯的距离不同,输入烧杯中的热量也不同,会改变烧杯中溶液的温度,【素养新命题】(1)如果用该装置探究CO2浓度对光合作用的影响,应如何设计?(科学探究:实验设计)提示:装置中只需要改变NaHCO3溶液的浓度,固定白炽灯与烧杯的距离,其他不变。,(2)图1中的植物A和植物

23、B曲线交点处光合速率一定相同吗?理由是什么?(科学思维:演绎与推理)提示:不一定,曲线交点处植物A和植物B的净光合速率相同,但是其呼吸作用速率不一定相同,而光合速率=净光合速率+呼吸作用速率。,【热考角度通关】1.(2020潍坊模拟)为研究环境因素对某植物光合作用强度的影响,设计图甲所示实验装置若干(已知密闭小室内的CO2充足,光照不影响温度变化),在相同温度条件下进行实验,一段时间后测量每个小室中的气体释放量,绘制曲线如图乙。下列叙述正确的是(),A.该实验中植物释放的气体是O2B.当距离为c时,该植物叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率C.当距离由c突然变为a时,短时间内叶绿体中C5的含量增加D

24、.当光源与密闭小室的距离小于a时,限制光合作用的主要因素是光照强度,【解析】选C。当光源与密闭小室的距离大于c时,呼吸速率大于光合速率,植物释放的气体是CO2,在距离小于c时,光合速率大于呼吸速率,植物释放的气体是O2,A项错误;实验测的是整个植株气体释放速率,当距离为c时,整个植株的光合速率等于呼吸速率,但一部分植物细胞不能进行光合作用但可以进行呼吸作用,所以叶肉细胞的光合速率应大于呼吸速率,B项错误;当距离由c突然变为a时,光照强度增强,短时间内叶绿体中C5的含量增加,C项正确;当光源与密闭小室的距离小于a时,光合速率达到最大,限制光合作用的主要因素不再是光照强度,D项错误。,2.在“探究

25、环境因素对光合作用的影响”活动中,某兴趣小组利用实验室提供的有关材料(大烧杯、大试管、铁架台、温度计、盛水玻璃柱、功率100瓦的灯泡各一个;适宜浓度的NaHCO3溶液;新鲜黑藻若干),设计了如图实验装置图。请回答:,(1)若用该实验装置探究光照强度对光合速率的影响时,可通过_来改变光照强度,光合速率可用_表示。(2)该实验装置还可以用于探究_(至少写2种)等环境因素对光合速率的影响。(3)在暗反应中,CO2先被固定形成_分子,再接受来自光反应产生的ATP和NADPH形成_。(4)在实验过程中,为隔绝灯泡产生的热量,以防温度变化对实验结果的影响,请为该兴趣小组设计一个合理可行的解决方案。,【解析

26、】(1)若用该实验装置探究光照强度对光合速率的影响时,可通过改变灯泡与装置之间的距离来改变光照强度,其他装置都不变,光合速率可用单位时间内氧气的释放量表示。(2)实验装置中NaHCO3溶液可以提供CO2,不同浓度的NaHCO3溶液可以研究CO2浓度对光合作用的影响,温度计可以测量温度,可以研究温度对光合作用的影响,因此该实验装置还可以用于探究温度、二氧化碳浓度等环境因素对光合速率的影响。,(3)在暗反应中,CO2先与C5结合被固定形成C3,再接受来自光反应产生的ATP和NADPH形成C5和(CH2O)。(4)在实验过程中,以防温度变化对实验结果的影响,可以在灯泡和烧杯之间放置盛水玻璃柱来隔绝灯

27、泡产生的热量。,答案:(1)改变灯泡与装置之间的距离单位时间内氧气的释放量(2)温度、二氧化碳浓度(3)C3C5和(CH2O)(4)在灯泡和烧杯之间放置盛水玻璃柱。,【加固训练】1.如图所示的玻璃容器中,甲中注入蒸馏水并投入少量的新鲜绿叶碎片,乙中注入一定浓度的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。然后甲黑暗处理,乙用相当强度光照射容器,两装置叶片都重新浮出液面,下列关于叶片重新浮出液面原因的分析正确的是(),A.叶片吸水膨胀,密度减小B.叶片消耗养料重量减轻C.乙装置叶片上浮是NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大D.甲装置叶片上浮

28、是因为CO2充满叶肉细胞间隙,乙装置是因为O2充满叶肉细胞间隙,【解析】选D。叶片浮出水面的原因是叶片进行细胞呼吸或光合作用,产生的气体充满叶肉细胞间隙,A错误;叶片进行光合作用会使养料重量增加,B错误;NaHCO3溶液的作用是保持容器内二氧化碳的浓度稳定,甲装置叶片上浮是因为进行细胞呼吸产生的CO2充满叶肉细胞间隙,乙装置是因为叶片进行光合作用产生的O2充满叶肉细胞间隙,C错误,D正确。,2.为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验,提供以下材料用具:菠菜叶、打孔器(直径1cm)、注射器、40W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。(1)某同学选取其中一个因素

29、进行探究,以下是实验结果:,该实验的目的是_,实验检测指标是_。有哪些措施可以减少实验误差?_。(至少写出两项)有同学认为叶圆片之所以浮起,是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶圆片上浮。根据实验结果判断该观点是否正确?并说明理由:_。(2)利用以上材料,还可以探究的环境因素有_。(答出两个),【解析】(1)根据表格分析,该实验的自变量为不同浓度的NaHCO3溶液,因变量是单位时间内烧杯中叶圆片上浮数量,由于NaHCO3溶液可以为光合作用提供二氧化碳,而单位时间内叶圆片上浮数量表示的是净光合速率,故本实验探究的是CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶圆片光合速率的影响;实验的因变量(检测

30、指标)是单位时间内烧杯中叶圆片上浮数量。,本实验的自变量为不同浓度的NaHCO3溶液,因变量是单位时间内烧杯中叶圆片上浮数量,故该实验主要通过控制无关变量和重复实验等措施来减少实验误差,如用打孔器打出的叶圆片数量足够多;每组实验重复几次,记录的数据取平均值。该同学的观点是错误的,因为在蒸馏水的那组实验中,叶圆片同样进行了呼吸作用,却没有叶圆片浮起;叶圆片上浮的原因应该是光合作用强度大于呼吸作用强度,叶圆片内氧气增多。(2)结合题干,本实验还可探究光照强度、光的性质等对光合速率的影响。,答案:(1)研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量用打孔器打

31、出的叶圆片数量足够多;每组实验重复几次,记录的数据取平均值该同学的观点是错误的。因为在蒸馏水的那组实验中,叶圆片一样进行了呼吸作用,却没有叶圆片浮起(2)光照强度、光的性质,考点三光合作用与细胞呼吸的关系【必备知识速填】1.光合作用与细胞呼吸的区别:,叶绿体,细胞质,细胞质基质、线粒体,时时刻刻,2.光合作用与细胞呼吸的联系:(1)物质联系:,(2)能量联系:,(3)过程联系:,3.真(总)光合作用、净光合作用和细胞呼吸的关系:(1)常见描述:,(2)数学公式:真光合速率=_。(3)坐标曲线:,净光合速率+呼吸速率,当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值的绝对值代表_,该曲线代表_,如图

32、甲。当光照强度为0时,光合速率也为0,该曲线代表_,如图乙。,细胞呼吸速率,净光合速率,真光合速率,【秒判正误】1.光合作用过程中产生的H可用于有氧呼吸的第三阶段。()分析:光合作用中的H是还原型辅酶(NADPH),而呼吸作用中的H是还原型辅酶(NADH),不是同一类物质。光合作用过程中产生的H用于暗反应。2.不同植物的真光合速率不相同,那么净光合速率可能相同。()分析:植物的净光合速率=真光合速率-呼吸速率,比如A植物真光合速率为6,呼吸速率为3,净光合速率为3;B植物真光合速率为8,呼吸速率为5,净光合速率也为3。,3.一天中植物有机物积累量最多的是正午光照最强时。()分析:正午光照最强光

33、合速率最快,下午光合速率大于呼吸速率,有机物仍旧积累,有机物积累最多应该在下午光合速率与呼吸速率相等时。4.净光合速率可能小于0,而真光合速率不可能小于0。()5.某光照强度下,有机物的积累量与有机物的消耗量相等,该植物在此光照条件下重量不增加。()分析:有机物的积累量为净光合作用,该光照条件下植物净光合作用大于0,因此植物的重量增加。,【重点难点讲透】1.开放环境中植物光合速率与呼吸速率的曲线分析特别关注24h内有机物的“制造”“消耗”与“积累”:,2.密闭环境中一昼夜CO2、O2含量的变化曲线:,【典例示范】(2017全国卷)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时

34、环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是_。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率_(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是_。,【解题指南】(1)关键信息:“甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的”“密闭小室中,适宜条件下照光”。(2)关键知识:CO2浓度变化对光合作用的影响;光合作用与有氧呼吸的关系。,【解析】本题主要考查了影响光合

35、作用、有氧呼吸因素的相关知识。(1)将正常生长的甲、乙两种植物放入同一密闭小室中,适宜条件下给予光照,甲、乙两种植物都进行光合作用,当光合作用吸收的CO2大于呼吸作用释放的CO2量时,密闭小室中的CO2浓度逐渐下降,受CO2浓度的制约,光合作用速率也随之降低。当密闭小室中CO2浓度下降到CO2补偿点时,植物的光合速率等于呼吸速率,净光合速率为0。因为甲种植物CO2补偿点大于乙种植物,所以当密闭小室中CO2浓度达到甲种植物CO2补偿点时,乙种植物光合速率大于呼吸速率,即净光合速率大于0。,(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,给予光照,甲种植物可进行光合作用,通过光合作用释放了

36、O2,O2与NADH反应生成水,这是有氧呼吸的第三阶段。故光合作用产生O2增多时,使细胞的有氧呼吸增加。,答案:(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之下降大于0(2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加,【素养新命题】(1)如果用18O标记土壤中的H2O,那么植物产生的CO2和O2是否含有18O?如果有,写出18O的传递途径。(科学思维:演绎与推理)提示:有,经过光合作用光反应转移给18O2;经过有氧呼吸的第

37、二阶段转移给C18O2。,(2)用坐标曲线表示甲、乙两种植物净光合速率与CO2浓度的关系。(科学思维:模型与建模)提示:,【热考角度通关】角度一光合作用和呼吸作用的过程1.下图表示某自养型生物细胞内光合作用、细胞呼吸过程中H的转移过程。下列叙述错误的是()A.图中过程都能产生ATPB.过程需要H2O参与,能产生CO2C.过程和过程离不开叶绿体和线粒体D.过程和过程产生的H不是同种物质,【解析】选C。由图分析可知过程表示光合作用,过程表示有氧呼吸,蓝藻可以进行光合作用,但属于原核生物没有叶绿体;需氧细菌可以进行有氧呼吸,但没有线粒体,故C错误。,2.如图所示为芦荟和芥兰的叶肉细胞内CO2的直接来

38、源方面的差异,回答下列相关问题:,(1)在光合作用的过程中,CO2先与C5结合形成C3,而C3转化成葡萄糖需要光反应为其提供_。(2)白天,芦荟和芥兰光合作用消耗的CO2的直接来源有何不同?_。(3)芦荟和芥兰中更适合生长在干旱地区的是_,理由是_。(4)若白天芥兰的净光合速率的平均值为amgCO2/h,夜间芥兰的呼吸速率的平均值为bmgCO2/h,则一昼夜光照时长应大于_h,芥兰才能正常生长。,【解析】(1)光合作用暗反应过程中,三碳化合物的还原需要光反应提供ATP和H。(2)白天芦荟和芥兰光合作用需要的二氧化碳都可以来自细胞呼吸。根据题图分析可知,白天芦荟消耗的CO2还可以来自苹果酸的分解

39、,而芥兰消耗的CO2还可以来自外界。(3)芦荟白天时气孔关闭,可减少水分的散失,因此更适合生活在干旱环境中。(4)假设一昼夜光照时长为x,若要植物能够生长,则ax-(24-x)b0,解得x24b/(a+b)。,答案:(1)ATP和H(2)芦荟消耗的CO2来自苹果酸的分解和细胞呼吸,而芥兰消耗的CO2来自外界吸收和细胞呼吸(3)芦荟芦荟白天时气孔关闭,可减少水分的散失(4)24b/(a+b),角度二光合速率和呼吸速率分析3.(2020临沂模拟)在CO2浓度及其他外界条件适宜且稳定的条件下,测得某栽培植物叶肉细胞适宜光照条件下的净光合速率和黑暗条件下的呼吸速率随温度的变化情况如图。下列分析错误的是

40、()A.催化光合作用与呼吸作用的酶的最适温度不同B.在30时,该植物的总光合速率最大C.在40时,该植物在适宜光照条件下能正常生长D.每天光照、黑暗各处理12h,该植物25时仍能正常生长,【解析】选C。据图可知,该栽培植物光合作用的最适温度是30,呼吸作用的最适温度是40,因此光合作用酶的最适温度与呼吸作用酶的最适温度不相同,A正确;总光合作用速率=净光合作用速率+呼吸作用速率,在30时,该植物的总光合作用速率最大,B正确;在40时,净光合作用速率等于0,一昼夜下来该植物没有积累有机物,不能正常生长,C错误;在25下,12小时光照净光合作用速率呼吸作用速率,积累的有机物每天12小时呼吸作用消耗

41、量,一昼夜下来该植物能积累有机物,仍能正常生长,D正确。,4.(2019日照模拟)植物光合作用可受多种环境因素的影响,如图是在不同温度条件下测得的光照强度对小麦O2吸收速率的影响。下列叙述错误的是()A.B点时小麦光合作用产生O2的速率等于有氧呼吸消耗O2的速率B.光照强度和温度都会影响C点的变动C.若适当提高周围环境中的CO2浓度,D点将向左下方移动D.D点时叶绿体中产生的O2会流向线粒体和细胞外,【解析】选C。B点时小麦的O2吸收速率为0,光合速率等于呼吸速率,因此光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率,A正确;由图可知,15时,C点以后光照强度增加,但光合速率不变,此时限制因素

42、主要是温度;25时,C点以后一定范围内光合速率随光照强度增加而增大,此时限制因素主要是光照强度,故光照强度和温度都会影响C点的变动,B正确;提高环境中CO2浓度,植物的最大光合速率变大,达到最大光合速率的光照强度增大,因此D点将向右下方移动,C错误;D点时光合速率大于呼吸速率,小麦叶绿体中产生的O2会流向线粒体和细胞外,D正确。,科学思维模型与建模光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动,(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。(2)补偿点(B点)的移动:细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。细胞呼吸速率基本不变,相

43、关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。,5.(2020菏泽模拟)图1表示该植物两昼夜吸收或释放CO2的变化情况,S1S5表示曲线与坐标轴围成的面积。图2中曲线a是自然状态下一个密闭温室中一天的CO2含量变化曲线,假定温室中温度恒定。请据图回答问题。,(1)图1中影响DE段波动的主要外界因素是_。S2明显小于S4,造成这种情况的主要外界因素是_。如果S1+S3+S5S2+S4,则该植物在这两昼夜内_(填“能”或“不能”

44、)生长。(2)图2中曲线b是在17时到20时之间采取某种措施后形成的,该措施是_。(3)图2中B点对应的光合作用强度_(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度。,【解析】(1)图1中DE段处于黑暗条件下,其波动的CO2释放量可表示呼吸作用强度,此时影响呼吸作用强度的主要外界因素是温度。S2和S4表示光合作用强度大于呼吸作用强度时的净光合作用有机物积累量,影响S2与S4大小的外界因素主要是光照强度,S1+S3+S5表示当光合作用强度小于呼吸作用强度时,该植物在两昼夜内有机物的净消耗量,S2+S4表示当光合作用强度大于呼吸作用强度时,该植物在两昼夜内有机物的积累量,若S1+S3+S5S2+S4

45、,则该植物在这两昼夜内不能生长。(2)曲线b是在17时到20时之间采取某种措施后形成的,因为在该时间段CO2含量持续降低,所以该措施是补充光照使光合作用继续进行。(3)图2中B点处为最高点,此时该植物的光合作用强度等于呼吸作用强度。,答案:(1)温度光照强度不能(2)补充光照(3)等于,【加固训练】1.两棵生长状况基本相同的同种植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图甲、乙所示;在相同的自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。回答下列问题:,(1)ab段和cd段,引起曲线下降的主要环境因素分别是_和_。(2)一昼夜中,装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是_(填“甲”或“乙”)

46、。(3)导致e点光合作用强度明显减弱的主要原因是_。,【解析】(1)图丙中,ab段下降的原因是密闭装置中二氧化碳被光合作用消耗,浓度降低;图丁中cd段下降的原因是光照减弱。(2)根据图丙和图丁可知,一昼夜中,图丁中曲线和横轴围成的面积,上部与下部的差值远大于图丙,说明装置乙中植物积累的有机物较多。(3)e点温度高,蒸腾作用强,为减少水分散失,气孔大量关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度明显减弱。,答案:(1)二氧化碳浓度光照强度(2)乙(3)温度高,导致气孔关闭,二氧化碳供应减少,2.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)将该植物由光下突然置于黑暗中,甲图中的C3的含量将_,C5的含量将_。(2)与马铃薯块茎细胞在缺氧时的代谢相比,乙图特有的步骤是_(填数字),这些过程发生在_中。(3)若用18O标记甲图中的H2O,则在细胞呼吸产物中能首先检测到放射性的