高考生物考点专题复习光合作用与细胞呼吸的联系及影响因素.docx
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高考生物考点专题复习光合作用与细胞呼吸的联系及影响因素
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光合作用与细胞呼吸的联系及影响因素
1.理清光合作用与细胞呼吸的关系
2.解读真正(总)光合速率、表观(净)光合速率与呼吸速率的关系
(1)图示
(2)解读
①A点:
只进行细胞呼吸。
②AB段:
光合速率<呼吸速率。
③B点:
光合速率=呼吸速率,称为光补偿点。
④B点以后:
光合速率>呼吸速率。
⑤C点:
称为光饱和点。
(3)明确最常用计算公式
净光合速率(O2释放量或CO2吸收量)=总光合速率(O2产生量或CO2固定量)-细胞呼吸速率(O2消耗量或CO2产生量)。
3.曲线分析植物光合作用与细胞呼吸的关系
(1)a点:
凌晨3~4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。
(2)b点:
上午5时左右,开始进行光合作用。
(3)bc段:
光合作用小于细胞呼吸。
(4)c点:
上午6时左右,光合作用等于细胞呼吸。
(5)ce段:
光合作用大于细胞呼吸。
(6)d点:
温度过高,部分或全部气孔关闭,出现“午休现象”。
(7)e点:
下午6时左右,光合作用等于细胞呼吸。
(8)ef段:
光合作用小于细胞呼吸。
(9)fg段:
停止光合作用,只进行细胞呼吸。
[范例·调研·方法]
【典例4】 (2016·新课标全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。
培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高CO2浓度(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素即低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。
1.点睛:
注意曲线中横坐标和纵坐标的含义。
2.答题分析:
(1)图示曲线表示光照强度对光合作用强度的影响,光照强度低于a时,因光照较弱光合作用强度较低。
(2)b光照强度下,光照强度已经达到光饱和点,因此提高甲组光合作用强度的措施,可以考虑提CO2浓度。
(3)按照甲组的条件播种乙组植株产生的种子,得到的曲线与甲组的相同,说明环境改变引起的变异不可(填“可”或“不可”)遗传。
押题点1:
本题涉及哪些影响光合作用的因素?
除此之外还有哪些影响因素?
光照强度、CO2浓度;温度、矿质元素、气孔开度等。
押题点2:
欲增加盆栽苗干物质的积累量,还可以在夜间适当降低(填“升高”或“降低”)温度。
题组冲关调研 练有所得,得有高度
1.知识性失误(判断正误)
(1)CO2的固定过程发生在叶绿体中,C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中( × )
(2)光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP( × )
(3)夏季连续阴天,大棚中白天适当增加光照,夜晚适当降低温度,可提高作物产量( √ )
(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗停止生长( √ )
(5)如图是夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化,则甲植株在a点开始进行光合作用;乙植株在e点有机物积累量最多;曲线b~c段和d~e段下降的原因相同( × )
2.(2017·北京卷)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。
据此,对该植物生理特性理解错误的是( D )
A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B.净光合作用的最适温度约为25℃
C.在0~25℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D.适合该植物生长的温度范围是10~50℃
解析:
本题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素以及识图能力。
由图可知,该植物呼吸作用的最适温度约为55℃,而光合作用的最适温度约为30℃,呼吸作用的最适温度比光合作用的最适温度高,A正确;由图可知,净光合作用的最适温度约为25℃,B正确;观察题图中曲线可知,在0~25℃范围内,总光合速率上升快于呼吸速率;温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大,C正确;净光合速率大于零时,植物才能生长,温度为50℃时,净光合速率为负值,植物不能生长,D错误。
3.(2016·四川卷)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是( A )
A.O2的产生B.H2O的生成
C.[H]的消耗D.ATP的合成
解析:
叶肉细胞内O2是在光合作用的光反应阶段产生的,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜,A项正确;在核糖体上氨基酸经脱水缩合形成肽链的过程中能产生H2O,核糖体为无膜细胞器,B项错误;光合作用中[H]的消耗发生在叶绿体基质中,没有在生物膜上,C项错误;叶肉细胞有氧呼吸的第一、二、三阶段均能合成ATP,第一、二阶段分别在细胞质基质和线粒体基质中进行,第三阶段在线粒体内膜上进行,D项错误。
4.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。
下列叙述错误的是( D )
A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能
B.叶温在36~50℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高
C.叶温为25℃时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的
D.叶温为35℃时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0
解析:
植物进行光合作用所需能量均来自于太阳能,A正确;叶温在36~50℃时,植物甲的曲线在植物乙曲线上方,所以植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;叶温为25℃时,植物甲和乙的曲线没有相交,即二者的净光合速率不同,C正确;叶温为35℃时,甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零,所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0,D错误。
5.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:
光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。
据图分析,下列叙述正确的是( D )
A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响
B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大
C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率
D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作
解析:
由图可知与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为0时净光合速率的绝对值)不同,A错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和点减小,B错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图可知大豆单作时的光补偿点大于间作,D正确。
6.将一株生长正常的某种植物置于密闭的玻璃容器内,在适宜条件下光照培养。
从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0,之后保持不变。
在上述整个时间段内,玻璃容器内CO2浓度表现出的变化趋势是( B )
A.降低至一定水平时再升高
B.降低至一定水平时保持不变
C.持续保持相对稳定状态
D.升高至一定水平时保持相对稳定
解析:
本题主要考查密闭容器中光合速率和呼吸速率的分析等相关知识。
由题干信息可知,从照光开始,净光合速率随着时间延长逐渐下降直至为0的过程中,光合速率大于呼吸速率,植物需要不断从外界吸收CO2,因此玻璃容器内CO2浓度不断降低。
在净光合速率为0且之后保持不变过程中,植物真光合速率等于呼吸速率,CO2浓度保持不变,B正确,A、C、D错误。
7.(2017·新课标全国卷Ⅰ)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,光合速率也随之降低。
甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率大于0(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。
解析:
该题主要考查影响光合作用和呼吸作用的环境因素。
(1)甲、乙植物在同一密闭小室中适宜条件下照光培养,由于植物进行光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,因此密闭小室中的CO2浓度降低,植物的光合速率也随之降低;甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,当甲种植物净光合速率为0时,对应的CO2浓度大于乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。
(2)在光照条件下植物进行光合作用释放O2,使小室中的O2浓度升高,而有机物分解产生的NADH在有氧呼吸第三阶段中需与O2结合而形成水,所以O2增多时,有氧呼吸会增加。
8.(2017·新课标全国卷Ⅱ)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题:
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是O2、NADP+、ADP+Pi、C5,[H]代表的物质主要是NADH(或答:
还原型辅酶Ⅰ)。
(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在C和D(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸。
解析:
本题考查光合作用和呼吸作用的相关知识。
(1)根据题目示意图可知,过程A和B分别代表光合作用的光反应和暗反应,①是水光解的产物且不参与暗反应,为氧气,②和③分别是合成NADPH、ATP的原料,即②是NADP+、③是ADP和磷酸,④参与CO2的固定,为C5,[H]参与了有氧呼吸过程,为还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
(2)在植物叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体类囊体薄膜,即除了A过程,ATP的合成还发生在C和D。
(3)C中的丙酮酸可以转化为酒精,是因为细胞质基质中存在与无氧呼吸过程相关的酶,在缺氧条件下叶肉细胞可以发生无氧呼吸。
9.为研究某植物对盐的耐受性,进行了不同盐浓度对其最大光合速率、呼吸速率及根相对电导率影响的实验,结果见下表。
注:
相对电导率表示处理细胞与正常细胞渗出液体中的电解质含量之比,可反映细胞膜受损程度。
请据表分析回答:
(1)表中最大光合速率所对应的最小光强度称为光饱和点。
与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,该植物积累有机物的量减少,原因是CO2被还原成三碳糖的量减少,最大光合速率下降;而且有机物分解增加,呼吸速率上升。
(2)与低盐和对照相比,高盐浓度条件下,根细胞膜受损,电解质外渗,使测定的根相对电导率升高。
同时,根细胞周围盐浓度增高,细胞会因渗透作用失水,造成植物萎蔫。
(3)高盐浓度条件下,细胞失水导致叶片中的脱落酸增加,使气孔关闭,从而减少水分的散失。
解析:
(1)在一定的光照范围内,植物的光合速率随光照强度的增强而增大,当光照强度上升到某一数值后,光合速率不再增加,最大光合速率所对应的最小光照强度即为光饱和点。
从表中可以看出,高盐浓度条件下,最大光合速率比低盐和对照条件下的低;可见高盐条件下CO2还原成三碳糖的量减少,表中高盐条件下,呼吸速率比低盐和对照组的高,因此,高盐条
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