1、专题3细胞呼吸与光合作用必备知识三步夯实1 1【主干知识【主干知识 体系构建】体系构建】2 2【易错易混【易错易混 分点排查】分点排查】1.1.下列关于细胞呼吸的叙述下列关于细胞呼吸的叙述,正确的有正确的有_。种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化ATPATP分子高能磷酸键中能量主要来自呼吸作用分子高能磷酸键中能量主要来自呼吸作用酵母菌呼吸过程中产生酵母菌呼吸过程中产生H H2 2O O的场所是线粒体基质的场所是线粒体基质人体剧烈运动产生的人体剧烈运动产生的COCO2 2来自有氧呼吸与无氧呼吸来自有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸第二阶段消耗水有氧呼吸第二阶段消耗
2、水,第三阶段产生水第三阶段产生水肺炎双球菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质肺炎双球菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质无氧呼吸只在第一阶段生成少量的无氧呼吸只在第一阶段生成少量的ATPATP选用透气的消毒纱布包扎伤口选用透气的消毒纱布包扎伤口,可以避免厌氧病菌的繁殖可以避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的从而有利于伤口的痊愈痊愈进入夜间进入夜间,叶肉细胞内叶肉细胞内ATPATP的合成停止的合成停止2.2.下列关于光合作用基本过程的叙述下列关于光合作用基本过程的叙述,正确的有正确的有_。光反应阶段不需要酶的参与光反应阶段不需要酶的参与暗反应阶段既有暗反应阶段既有C C5 5的生成又有的
3、生成又有C C5 5的消耗的消耗光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能光合作用过程将光能转换成有机物中的化学能蓝藻细胞水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上蓝藻细胞水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上光合作用产生的光合作用产生的HH进入线粒体中参与进入线粒体中参与H H2 2O O的生成的生成COCO2 2的固定实质上是将的固定实质上是将ATPATP中的化学能转化为中的化学能转化为C C5 5中的化学能中的化学能COCO2 2可直接被可直接被HH还原还原,再经过一系列的变化形成糖类再经过一系列的变化形成糖类被还原的被还原的C C5 5在有关酶的作用下在有关酶的作用下,可再形成可再形成C C3 3光
4、合作用光反应阶段产生的光合作用光反应阶段产生的HH可在叶绿体基质中作为还原剂可在叶绿体基质中作为还原剂3.3.下列关于影响光合作用速率的叙述下列关于影响光合作用速率的叙述,正确的有正确的有_。温度和光照会影响温度和光照会影响COCO2 2的固定速率的固定速率光照强度由强变弱时光照强度由强变弱时,短时间内短时间内C C3 3含量会升高含量会升高当植物体有机物积累量为零时当植物体有机物积累量为零时,叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率植物生长速率取决于总光合量植物生长速率取决于总光合量增施氮肥和磷肥增施氮肥和磷肥,促进茎叶生长促进茎叶生长,能增大光合作用面积能增大光合作用面
5、积提高温室中提高温室中COCO2 2浓度浓度,能提高光合作用速率能提高光合作用速率适当增加光照强度适当增加光照强度,能提高光合作用速率能提高光合作用速率覆盖温室的薄膜应是绿色的覆盖温室的薄膜应是绿色的构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收3 3【高考真题【高考真题 拆项诊断】拆项诊断】根据细胞呼吸与光合作用的知识根据细胞呼吸与光合作用的知识,判断下列说法正误判断下列说法正误:1.1.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖。(2019(2019全国卷全国卷T2A)T2A)()()分析分析:马铃薯块茎细胞无氧
6、呼吸的产物只有乳酸马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸,没有葡萄糖。没有葡萄糖。2.2.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的。马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的。(2019(2019全国全国卷卷T2B)T2B)()3.3.在高等植物细胞中在高等植物细胞中,光合作用的光反应只发生在生物膜上。光合作用的光反应只发生在生物膜上。(2018(2018海南海南卷卷T4T4改编改编)()4.4.生物有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸。生物有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸。(2018(2018全国卷全国卷T5C)T5C)()分析分析:生物有氧呼吸的产物是生
7、物有氧呼吸的产物是COCO2 2和和H H2 2O,O,有些生物有些生物(如酵母菌如酵母菌)无氧呼吸的产物是无氧呼吸的产物是COCO2 2和酒精和酒精,有些生物有些生物(如乳酸菌如乳酸菌)无氧呼吸的产物是乳酸。无氧呼吸的产物是乳酸。5.5.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体的有氧呼吸过程。蓝藻细胞的能量来源于其线粒体的有氧呼吸过程。(2018(2018全国卷全国卷T1C)T1C)()()分析分析:蓝藻为原核生物蓝藻为原核生物,细胞进行光合作用时能量来源于太阳能细胞进行光合作用时能量来源于太阳能,细胞呼吸时能细胞呼吸时能量来源于有机物在细胞质基质中的氧化分解。量来源于有机物在细胞质基质中的氧化分解。6
8、.6.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用(2020(2020山东等级山东等级考考T2C)T2C)()()7.7.研磨时加入研磨时加入CaOCaO可以防止叶绿素被氧化破坏可以防止叶绿素被氧化破坏(2020(2020江苏高考江苏高考T6B)(T6B)()分析分析:绿叶中色素的提取和分离实验中绿叶中色素的提取和分离实验中,研磨时需要加入碳酸钙研磨时需要加入碳酸钙(CaCO(CaCO3 3),),可防止可防止研磨时叶绿素被破坏。研磨时叶绿素被破坏。8.8.在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液,混匀
9、后由蓝色变成灰绿色混匀后由蓝色变成灰绿色(2020(2020江苏高考江苏高考T17B)T17B)()()分析分析:重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应,由橙色变成灰绿色。由橙色变成灰绿色。9.9.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收则吸收O O2 2的分子数比释放的分子数比释放COCO2 2的多的多(2020(2020全全国国卷卷T2D)T2D)()分析分析:若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产生酒精若无氧呼吸产生酒精,则消耗的氧气量则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量小于二氧化碳的生成
10、量,若无氧呼吸产生乳酸若无氧呼吸产生乳酸,则消耗的氧气量等于二氧化碳的则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量。生成量。关键能力多维提升考点一考点一 细胞呼吸与光合作用的过程细胞呼吸与光合作用的过程(理解能力理解能力)【典型考题【典型考题 精讲研析】精讲研析】典例典例1 1(2020(2020日照一模日照一模)大多数植物气孔的开闭都遵循昼开夜闭的近似昼夜节律。但大多数植物气孔的开闭都遵循昼开夜闭的近似昼夜节律。但在干旱条件下在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合,称为称为“气孔振气孔振荡荡”。分析回答。分析回答:(1)(1)气孔的昼开夜闭与叶片胞间
11、气孔的昼开夜闭与叶片胞间COCO2 2浓度的变化密切相关。白天浓度的变化密切相关。白天,_,_,导致导致胞间胞间COCO2 2浓度下降浓度下降,气孔张开。夜间气孔关闭的原因是气孔张开。夜间气孔关闭的原因是_。(2)“(2)“气孔振荡气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的有利于植物生理活动的正常进行。其原因是正常进行。其原因是_。(3)(3)玉米的叶片直立玉米的叶片直立,其上、下表面气孔数目较为接近其上、下表面气孔数目较为接近;向日葵叶片平展向日葵叶片平展,其下表其下表面的气孔数量较多面的气孔数量较多;有些水生植物有些水生植物,只在叶片上
12、表面分布有气孔。试运用现代生只在叶片上表面分布有气孔。试运用现代生物进化理论解释上述现象产生的原因物进化理论解释上述现象产生的原因:_:_。【名师点拨】【名师点拨】素养考查素养考查生命观念、科学思维生命观念、科学思维情境载体情境载体借助植物气孔的开闭原理设置问题情境借助植物气孔的开闭原理设置问题情境价值导向价值导向理解生命价值、探寻自然规律理解生命价值、探寻自然规律解题关键解题关键(1)(1)影响气孔开闭的关键因素是影响气孔开闭的关键因素是COCO2 2浓度的变化浓度的变化(2)(2)气孔数目和分布是一种适应现象气孔数目和分布是一种适应现象【解析】【解析】(1)(1)白天植物光合作用强度大于呼
13、吸作用强度白天植物光合作用强度大于呼吸作用强度,导致胞间导致胞间COCO2 2浓度下降浓度下降,气孔张开气孔张开,环境中的环境中的COCO2 2通过气孔进入细胞通过气孔进入细胞,在叶绿体中参与光合作用。夜间植在叶绿体中参与光合作用。夜间植物光合作用停止物光合作用停止,而呼吸作用持续进行而呼吸作用持续进行,导致胞间导致胞间COCO2 2浓度上升浓度上升,CO,CO2 2溶于水之后呈溶于水之后呈酸性酸性,保卫细胞保卫细胞pHpH下降下降,水势上升水势上升,保卫细胞失水保卫细胞失水,使气孔关闭。使气孔关闭。(2)“(2)“气孔振荡气孔振荡”指的是在干旱条件下指的是在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期
14、进行周期性的气孔会以数十分钟为周期进行周期性的闭合闭合,而气孔的张开和关闭控制着植物水分蒸腾和而气孔的张开和关闭控制着植物水分蒸腾和COCO2 2的吸收的吸收,故周期性的开闭故周期性的开闭气孔可以避免水分的过度蒸腾散失气孔可以避免水分的过度蒸腾散失,同时保证光合作用所需同时保证光合作用所需COCO2 2的供应的供应,使光合使光合作用正常进行。作用正常进行。(3)(3)在自然选择作用下在自然选择作用下,适应环境的个体有更多的机会产生后代适应环境的个体有更多的机会产生后代,种群中相应基种群中相应基因的频率会不断提高因的频率会不断提高,朝着适应环境的方向不断进化。朝着适应环境的方向不断进化。答案答案
15、:(1)(1)光合作用强度大于呼吸作用强度光合作用停止光合作用强度大于呼吸作用强度光合作用停止,而呼吸作用持续进而呼吸作用持续进行行,导致胞间导致胞间COCO2 2浓度上升浓度上升 (2)(2)既能降低蒸腾作用强度既能降低蒸腾作用强度,又能保证又能保证COCO2 2供应供应,使光合作用正常进行使光合作用正常进行(3)(3)在自然选择作用下在自然选择作用下,种群的基因频率发生定向改变种群的基因频率发生定向改变,导致生物朝着一定的方导致生物朝着一定的方向不断进化向不断进化【母题延伸】【母题延伸】长句专项突破长句专项突破高温、干旱环境中植物出现光合午休的原因是高温、干旱环境中植物出现光合午休的原因是
16、_。防止水分过度蒸发防止水分过度蒸发,气孔部分气孔部分关闭关闭,CO,CO2 2的供应减少的供应减少,影响光合作用的暗反应影响光合作用的暗反应【答题策略】【答题策略】光合作用和细胞呼吸中的物质和能量转化光合作用和细胞呼吸中的物质和能量转化(1)(1)光合作用光合作用:物质变化物质变化:H:H2 2OOOO2 2+H+H、COCO2 2CC3 3CC5 5+(CH+(CH2 2O);O);能量变化能量变化:光能光能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能(CH(CH2 2O)O)中稳定的化学能。中稳定的化学能。(2)(2)细胞呼吸细胞呼吸:物质变化物质变化:C:C6 6H H1212O O6 6
17、 2C 2C3 3H H4 4O O3 3(丙酮酸丙酮酸)+4H)+4H、2C2C3 3H H4 4O O3 3(丙酮酸丙酮酸)+6H)+6H2 2O O6CO6CO2 2+20H+20H、24H+6O24H+6O2 2 12H 12H2 2O;O;能量变化能量变化:(CH:(CH2 2O)O)中稳定的化学能中稳定的化学能活跃的化学能活跃的化学能(ATP)(ATP)和热能。和热能。【核心知识【核心知识 精准解读】精准解读】1.1.图解光合作用与细胞呼吸的过程图解光合作用与细胞呼吸的过程:2.2.图解图解C C、H H、O O三种元素的转移途径三种元素的转移途径:3.3.图解光合作用与细胞呼吸中
18、图解光合作用与细胞呼吸中HH和和ATPATP的来源及去路的来源及去路:(1)(1)比较比较HH的来源和去路的来源和去路:(2)(2)比较比较ATPATP的来源与去路的来源与去路:4.4.图解四种状况下图解四种状况下“光合作用与细胞呼吸光合作用与细胞呼吸”关系关系:【热点预测【热点预测 精练题组】精练题组】考向一考向一 细胞呼吸的过程细胞呼吸的过程1.(20201.(2020全国全国卷卷)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子
19、呼吸作下列关于种子呼吸作用的叙述用的叙述,错误的是错误的是()A.A.若产生的若产生的COCO2 2与乙醇的分子数相等与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸则细胞只进行无氧呼吸B.B.若细胞只进行有氧呼吸若细胞只进行有氧呼吸,则吸收则吸收O O2 2的分子数与释放的分子数与释放COCO2 2的相等的相等C.C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无则无O O2 2吸收也无吸收也无COCO2 2释放释放D.D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收则吸收O O2 2的分子数比释放的分子数比释放COCO2 2的多的多【解析】【解析】选选D
20、 D。本题主要考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程及呼吸方式的判断。本题主要考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程及呼吸方式的判断。种子以葡萄糖为呼吸底物种子以葡萄糖为呼吸底物,有氧呼吸和无氧呼吸产生乙醇的过程均产生有氧呼吸和无氧呼吸产生乙醇的过程均产生COCO2 2,但但是无氧呼吸产生的是无氧呼吸产生的COCO2 2与乙醇分子数相等与乙醇分子数相等,A,A项正确项正确;无氧呼吸只释放无氧呼吸只释放COCO2 2,不吸收不吸收O O2 2,若细胞只进行有氧呼吸若细胞只进行有氧呼吸,则吸收则吸收O O2 2的分子数与释放的分子数与释放COCO2 2的相等的相等,B,B项正确项正确;由于由于种子细胞进行无氧呼吸时种
21、子细胞进行无氧呼吸时,不吸收不吸收O O2 2,产物是产物是COCO2 2和乙醇或乳酸和乙醇或乳酸,若产物是乳酸若产物是乳酸,则则无无O O2 2吸收也无吸收也无COCO2 2释放释放,C,C项正确项正确;若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸产生乳酸若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸产生乳酸的过程的过程,则吸收则吸收O O2 2的分子数与释放的分子数与释放COCO2 2的一样多的一样多,D,D项错误。项错误。考向二考向二 光合作用的过程光合作用的过程2.(20202.(2020天津等级考天津等级考)研究人员从菠菜中分离类囊体研究人员从菠菜中分离类囊体,将其与将其与1616种酶等物质一种酶等物质一起用
22、单层脂质分子包裹成油包水液滴起用单层脂质分子包裹成油包水液滴,从而构建半人工光合作用反应体系。该从而构建半人工光合作用反应体系。该反应体系在光照条件下可实现连续的反应体系在光照条件下可实现连续的COCO2 2固定与还原固定与还原,并不断产生有机物乙醇酸。并不断产生有机物乙醇酸。下列分析正确的是下列分析正确的是()A.A.产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质B.B.该反应体系不断消耗的物质仅是该反应体系不断消耗的物质仅是COCO2 2C.C.类囊体产生的类囊体产生的ATPATP和和O O2 2参与参与COCO2 2固定与还原固定与还原D.D.与叶绿体相比与叶绿体相比,
23、该反应体系不含光合作用色素该反应体系不含光合作用色素【解析】【解析】选选A A。本题主要考查光合作用过程。该反应体系相当于叶绿体。本题主要考查光合作用过程。该反应体系相当于叶绿体,产生乙产生乙醇酸的场所相当于叶绿体基质醇酸的场所相当于叶绿体基质,A,A项正确项正确;该反应体系不断消耗的物质还有水该反应体系不断消耗的物质还有水,B,B项错误项错误;类囊体产生的类囊体产生的O O2 2释放出去释放出去,不参与不参与COCO2 2的固定与还原的固定与还原,C,C项错误项错误;类囊体薄类囊体薄膜上分布有光合作用色素膜上分布有光合作用色素,D,D项错误。项错误。考向三考向三 细胞呼吸和光合作用的关系细胞
24、呼吸和光合作用的关系3.(20203.(2020南师大附中模拟南师大附中模拟)在细胞能量代谢的过程中在细胞能量代谢的过程中,光合作用和细胞呼吸都光合作用和细胞呼吸都有有HH产生产生,下列有关下列有关HH的说法的说法,正确的是正确的是()A.A.光合作用产生的光合作用产生的HH不可用于细胞呼吸不可用于细胞呼吸,但细胞呼吸产生的但细胞呼吸产生的HH可以用于光合可以用于光合作用作用B.B.葡萄糖进入线粒体后在线粒体基质中被彻底分解并产生大量葡萄糖进入线粒体后在线粒体基质中被彻底分解并产生大量HHC.C.光合作用产生的光合作用产生的HH既可用于三碳化合物的还原既可用于三碳化合物的还原,还能提供能量还能
25、提供能量D.D.在光合作用中在光合作用中COCO2 2可直接被可直接被HH还原还原,再经过一系列变化形成糖类再经过一系列变化形成糖类【解析】【解析】选选C C。光合作用产生的。光合作用产生的HH不可用于细胞呼吸不可用于细胞呼吸,细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的HH也不也不可以用于光合作用可以用于光合作用,A,A错误错误;葡萄糖是在细胞质基质中被分解成丙酮酸和少量葡萄糖是在细胞质基质中被分解成丙酮酸和少量H,H,而后丙酮酸进入线粒体而后丙酮酸进入线粒体,在线粒体基质中被分解成在线粒体基质中被分解成COCO2 2和和H,BH,B错误错误;光合作用产光合作用产生的生的HH既可用于三碳化合物的还原既可用于
26、三碳化合物的还原,同时同时HH还能提供能量还能提供能量,C,C正确正确;在光合作用在光合作用过程中过程中,CO,CO2 2不能直接被不能直接被HH还原还原,CO,CO2 2需要先与需要先与C C5 5化合物结合形成化合物结合形成C C3 3化合物后化合物后,才才可被可被HH还原成糖类等还原成糖类等,D,D错误。错误。4.(4.(多选多选)(2020)(2020 南通二模南通二模)如图表示蚕豆叶肉细胞叶绿体中部分代谢变化如图表示蚕豆叶肉细胞叶绿体中部分代谢变化,其中其中M M、N N、X X代表小分子物质代表小分子物质,、代表生理过程。有关叙述正确的是代表生理过程。有关叙述正确的是()A.A.组
27、成组成M M的化学元素来源于的化学元素来源于H H2 2O O和和ADPADPB.B.物质物质X X由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成C.C.完成过程完成过程离不开生物膜离不开生物膜,过程过程、在叶绿体基质中完成在叶绿体基质中完成D.D.过程过程的物质转化过程是的物质转化过程是COCO2 2CC5 5CC3 3CC6 6H H1212O O6 6【解析】【解析】选选B B、C C。分析题图可知。分析题图可知:为水的光解为水的光解,为为DNADNA的合成过程的合成过程,为光合为光合作用的暗反应过程作用的暗反应过程;X;X为组成为组成DNADNA的基本单位脱氧核苷酸的基本
28、单位脱氧核苷酸,N,N为为ATP,MATP,M为为HH和和O O2 2。HH和和O O2 2中的元素来自中的元素来自H H2 2O,AO,A错误错误;物质物质X X为脱氧核苷酸为脱氧核苷酸,是由磷酸、脱氧核糖和含是由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成的氮碱基组成的,B,B正确正确;过程过程是水的光解是水的光解,场所为叶绿体类囊体薄膜场所为叶绿体类囊体薄膜,过程过程为为DNADNA分子的复制分子的复制,为暗反应过程为暗反应过程,在叶肉细胞中的反应场所均为叶绿体基质在叶肉细胞中的反应场所均为叶绿体基质,C,C正确正确;过程过程(暗反应暗反应)物质转化过程是物质转化过程是COCO2 2CC3 3CC6 6
29、H H1212O O6 6,D,D错误。错误。考点二考点二 影响细胞呼吸和光合作用的因素影响细胞呼吸和光合作用的因素(解决问题能力解决问题能力)【典型考题【典型考题 精讲研析】精讲研析】典例典例 2 2(2017(2017 全国卷全国卷改编改编)植物的植物的COCO2 2补偿点是指由于补偿点是指由于COCO2 2的限制的限制,光合速率与呼吸光合速率与呼吸速率相等时环境中的速率相等时环境中的COCO2 2浓度浓度,已知甲种植物的已知甲种植物的COCO2 2补偿点大于乙种植物的补偿点大于乙种植物的,回答回答下列问题下列问题:(1)(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中将正常生长的甲、
30、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培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养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是原因是_,_,乙乙种植物净光合速率为种植物净光合速率为0 0时时,甲种植物净光合速率甲种植物净光合速率_(填填“大于大于0”“0”“等于等于0”0”或或“小于小于0”)0”)。(2)(2)若将甲种植物密闭在无若将甲种植物密闭在无O O2 2、但其他条件适宜的小室中、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增强发现植物的有氧呼吸增强,原因是原因是_。(3)(3)在甲植物的在甲植物的COCO2 2补偿点时补偿点时
31、,叶肉细胞的光合速率叶肉细胞的光合速率_(_(填填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)细胞呼吸速率细胞呼吸速率;为提高植物光合作用产量为提高植物光合作用产量,农民常向种植地内施加有农民常向种植地内施加有机肥以增加机肥以增加_和和_的供应。的供应。【名师点拨】【名师点拨】素养考查素养考查科学思维、科学探究科学思维、科学探究情境载体情境载体植物在不同外界环境时光合作用情况植物在不同外界环境时光合作用情况价值导向价值导向热爱生命、遵循自然规律热爱生命、遵循自然规律解题关键解题关键理解理解COCO2 2补偿点的含义补偿点的含义,把握解题的关键把握解题的关键“密闭小室密闭小室”二氧化碳不足。明
32、确二氧化碳不足。明确O O2 2是光合作是光合作用的产物用的产物,有氧呼吸的原料有氧呼吸的原料,O,O2 2浓度影响细胞呼吸类型和速率浓度影响细胞呼吸类型和速率【解析】【解析】本题主要考查了影响光合作用、有氧呼吸因素的相关知识。本题主要考查了影响光合作用、有氧呼吸因素的相关知识。(1)(1)将正常生长的甲、乙两种植物放入同一密闭小室中将正常生长的甲、乙两种植物放入同一密闭小室中,适宜条件下给予光照适宜条件下给予光照,甲、乙两种植物都进行光合作用甲、乙两种植物都进行光合作用,当光合作用吸收的当光合作用吸收的COCO2 2大于呼吸作用释放的大于呼吸作用释放的COCO2 2量时量时,密闭小室中的密闭
33、小室中的COCO2 2浓度逐渐下降浓度逐渐下降,受受COCO2 2浓度的制约浓度的制约,光合作用速率也随之降光合作用速率也随之降低。当密闭小室中低。当密闭小室中COCO2 2浓度下降到浓度下降到COCO2 2补偿点时补偿点时,植物的光合速率等于呼吸速率植物的光合速率等于呼吸速率,净光合速率为净光合速率为0 0。因为甲种植物。因为甲种植物COCO2 2补偿点大于乙种植物补偿点大于乙种植物,所以当密闭小室中所以当密闭小室中COCO2 2浓度达到乙种植物浓度达到乙种植物COCO2 2补偿点时补偿点时,甲种植物光合速率小于呼吸速率甲种植物光合速率小于呼吸速率,即净光合速即净光合速率小于率小于0 0。(
34、2)(2)若将甲种植物密闭在无若将甲种植物密闭在无O O2 2、但其他条件适宜的小室中、但其他条件适宜的小室中,给予光照给予光照,甲种植物甲种植物可进行光合作用可进行光合作用,通过光合作用释放通过光合作用释放O O2 2,O,O2 2与与NADHNADH反应生成水反应生成水,这是有氧呼吸的第这是有氧呼吸的第三阶段。故光合作用产生三阶段。故光合作用产生O O2 2增多时增多时,使细胞的有氧呼吸增强。使细胞的有氧呼吸增强。(3)(3)在甲植物的在甲植物的COCO2 2补偿点时补偿点时,植物的光合速率等于细胞呼吸速率植物的光合速率等于细胞呼吸速率,整株植物只有整株植物只有绿色部分才能进行光合作用绿色
35、部分才能进行光合作用,所以叶肉细胞的光合速率大于细胞呼吸速率所以叶肉细胞的光合速率大于细胞呼吸速率;为提为提高植物光合作用产量高植物光合作用产量,农民常向种植地内施加有机肥以增加农民常向种植地内施加有机肥以增加COCO2 2和矿质元素的供和矿质元素的供应。应。答案答案:(1)(1)植物在光下光合作用吸收植物在光下光合作用吸收COCO2 2的量大于呼吸作用释放的量大于呼吸作用释放COCO2 2的量的量,使密闭小使密闭小室中室中COCO2 2浓度降低浓度降低,光合速率也随之下降小于光合速率也随之下降小于0 0(2)(2)甲种植物在光下光合作用释放的甲种植物在光下光合作用释放的O O2 2使密闭小室
36、中使密闭小室中O O2 2增加增加,有氧呼吸会增强有氧呼吸会增强(3)(3)大于大于COCO2 2 矿质元素矿质元素【母题延伸】【母题延伸】长句专项突破长句专项突破土壤板结时光合速率下降的原因是土壤板结时光合速率下降的原因是_。土壤中缺氧土壤中缺氧,根细胞呼吸产生的根细胞呼吸产生的ATPATP减少减少,影响了矿质元素的吸收影响了矿质元素的吸收,从而影响了光合色素和酶的合成从而影响了光合色素和酶的合成,使光合作用减弱使光合作用减弱【答题策略】【答题策略】解答原因、原理分析类长句满分技巧解答原因、原理分析类长句满分技巧1.1.失分原因失分原因:表达不全表达不全,逻辑不严谨逻辑不严谨,语言不规范。语
37、言不规范。2.2.应对策略应对策略:因果关系法。因果关系法。3.3.解题步骤解题步骤:(1)(1)审题审题,找出因和果找出因和果,也就是在什么条件下出现了什么现象。也就是在什么条件下出现了什么现象。(2)(2)利用生物学知识顺序搭建完整逻辑链条利用生物学知识顺序搭建完整逻辑链条,类似于类似于:“:“因为因为,所以所以;又又因为因为,所以所以”。(3)(3)科学、规范、完整组织答案。科学、规范、完整组织答案。如例题中如例题中(1)(1)问问,结合题干信息可能给出的答案有结合题干信息可能给出的答案有:答案答案1:1:密闭小室中密闭小室中COCO2 2的浓度降低的浓度降低(前后不搭前后不搭,比较突兀
38、比较突兀,不能得满分不能得满分)。答案答案2:2:光合作用吸收光合作用吸收COCO2 2使密闭小室中使密闭小室中COCO2 2的浓度降低的浓度降低(没有描述光合作用和呼吸没有描述光合作用和呼吸作用的关系作用的关系,不能得满分不能得满分)。【核心知识【核心知识 精准解读】精准解读】1.1.图解光合作用速率和细胞呼吸速率的曲线图解光合作用速率和细胞呼吸速率的曲线:(1)(1)图示。图示。(2)(2)真正光合速率真正光合速率(又称总光合速率又称总光合速率)=)=净光合速率净光合速率(又称表观光合速率又称表观光合速率)+)+细胞呼细胞呼吸速率吸速率(黑暗中测量黑暗中测量)。2.2.图解影响细胞呼吸的因
39、素图解影响细胞呼吸的因素:3.3.图解影响光合作用的因素图解影响光合作用的因素:(1)(1)光照强度光照强度(如图如图1):1):原理原理:主要影响光反应阶段主要影响光反应阶段ATPATP和和NADPHNADPH的产生。的产生。分析分析P P点后的限制因素点后的限制因素:(2)CO(2)CO2 2的浓度的浓度(如图如图2):2):原理原理:影响暗反应阶段影响暗反应阶段C C3 3的生成。的生成。分析分析P P点后的限制因素点后的限制因素:(3)(3)温度温度:通过影响酶的活性来影响光合作用通过影响酶的活性来影响光合作用(如图如图3)3)。4.4.图解夏季晴朗天气一昼夜中植物代谢强度变化曲线图解
40、夏季晴朗天气一昼夜中植物代谢强度变化曲线:(1)(1)图甲中图甲中b b点变化的原因点变化的原因:由于凌晨温度下降由于凌晨温度下降,呼吸酶活性降低呼吸酶活性降低,CO,CO2 2释放速率下释放速率下降。降。(2)(2)光合作用开始的点在图甲中为光合作用开始的点在图甲中为c c点点,在图乙中为在图乙中为C C点。图甲点。图甲cdcd段中段中,光合作用光合作用速率小于呼吸作用速率速率小于呼吸作用速率,相当于图乙中的相当于图乙中的CDCD段。段。(3)(3)图甲图甲d d点为光的补偿点点为光的补偿点,光合作用速率等于呼吸作用速率光合作用速率等于呼吸作用速率,相当于图乙中相当于图乙中D D点点,此时玻
41、璃罩内此时玻璃罩内COCO2 2浓度最高。浓度最高。(4)(4)图甲图甲dhdh段中段中,光合作用速率大于呼吸作用速率光合作用速率大于呼吸作用速率,玻璃罩内玻璃罩内COCO2 2浓度持续降低。浓度持续降低。h h为光的补偿点为光的补偿点,光合作用速率等于呼吸作用速率光合作用速率等于呼吸作用速率,相当于图乙中相当于图乙中H H点点,此时玻璃此时玻璃罩内罩内COCO2 2浓度最低浓度最低,植物体内有机物积累最多植物体内有机物积累最多,玻璃罩内玻璃罩内O O2 2浓度最高。浓度最高。(5)(5)图甲中图甲中efef段与段与ghgh段都是下降趋势段都是下降趋势,但原因不同但原因不同:efef段是由于部
42、分气孔关闭段是由于部分气孔关闭,CO,CO2 2供应不足供应不足,暗反应速率减慢暗反应速率减慢,光合作用速率下降。光合作用速率下降。ghgh段是因为光照强度逐渐减弱段是因为光照强度逐渐减弱,光反应速率减慢光反应速率减慢,光合作用速率下降。光合作用速率下降。(6)(6)图甲中图甲中h h点后点后,光照越来越弱光照越来越弱,玻璃罩内玻璃罩内COCO2 2浓度开始增加浓度开始增加,说明呼吸作用速率说明呼吸作用速率大于光合作用速率。大于光合作用速率。(7)(7)判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是判断一昼夜植物体内出现有机物积累的依据是I I点时玻璃罩内二氧化碳浓度点时玻璃罩内二氧化碳浓度低于低于
43、A A点。点。【热点预测【热点预测 精练题组】精练题组】考向一考向一 影响细胞呼吸与光合作用的因素的曲线分析影响细胞呼吸与光合作用的因素的曲线分析1.(20201.(2020苏州模拟苏州模拟)将桑树和大豆分别单独种植将桑树和大豆分别单独种植(单作单作)或两种隔行种植或两种隔行种植(间作间作),),测得两种植物的光合速率如图所示测得两种植物的光合速率如图所示(注注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度的最低光照强度)。据图分析。据图分析,下列叙述正确的是下列叙述正确的是()A.A.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大豆植株开始积累有机
44、物时的最低光照强度单作大于间作B.B.与单作相比与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.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.D.与单作相比与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响【解析】【解析】选选A A。分析曲线可知。分析曲线可知,曲线与横坐标的交点曲线与横坐标的交点(即光补偿点即光补偿点)代表光合作用代表光合作用与呼吸作用速率相等与呼吸作用速率相等,此点之后植物开始积累有机物。图乙显示大豆单作光补此点之后植物开始积累有机
45、物。图乙显示大豆单作光补偿点和光饱和点均大于间作偿点和光饱和点均大于间作;图甲显示桑树间作时光饱和点大于单作。大豆植图甲显示桑树间作时光饱和点大于单作。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株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,A,A正确正确;与单作相比与单作相比,间作时间作时桑树光合作用的光饱和点较大桑树光合作用的光饱和点较大,而大豆的光饱和点小而大豆的光饱和点小,B,B错误错误;由图可知由图可知,大豆在大豆在弱光时间作的光合速率比单作还要高弱光时间作的光合速率比单作还要高,C,C错误错误;曲线显示大豆间作时呼吸作用比曲线显示大豆间作时呼吸作用比单作时变小单作时变小,D,
46、D错误。错误。2.(2.(多选多选)(2020)(2020潍坊二模潍坊二模)如图为某植物如图为某植物COCO2 2消耗速率和消耗速率和COCO2 2吸收速率随时间的吸收速率随时间的变化曲线。下列说法正确的是变化曲线。下列说法正确的是()A.A.该植物在该植物在7:007:00开始进行光合作用开始进行光合作用B.B.在在18:0018:00时时,该植物有机物的积累量达到最大该植物有机物的积累量达到最大C.C.与与18:0018:00相比相比,7:00,7:00时时C C3 3的还原速率较快的还原速率较快D.D.曲线曲线b b在在10:0010:0012:0012:00下降的主要原因是气孔关闭导致
47、暗反应减弱下降的主要原因是气孔关闭导致暗反应减弱【解析】【解析】选选B B、C C。该植物在。该植物在7:007:00前就已进行光合作用前就已进行光合作用,只是光合作用强度小于只是光合作用强度小于呼吸作用强度呼吸作用强度,A,A错误错误;18:00;18:00是一天中第二个光补偿点是一天中第二个光补偿点,植物有机物的积累量达植物有机物的积累量达到最大到最大,B,B正确正确;7:00;7:00与与18:0018:00相比相比,CO,CO2 2消耗速率高消耗速率高,故故7:007:00时时C C3 3的还原速率较的还原速率较快快,C,C正确正确;曲线曲线a a在在10:0010:0012:0012
48、:00继续升高继续升高,说明暗反应并未减弱说明暗反应并未减弱,曲线曲线b b在在10:0010:0012:0012:00下降的主要原因是气温升高下降的主要原因是气温升高,呼吸作用强度增强呼吸作用强度增强,所以吸收的二氧所以吸收的二氧化碳减少化碳减少,D,D错误。错误。考向二考向二 影响细胞呼吸、光合作用因素的柱形图、表格分析影响细胞呼吸、光合作用因素的柱形图、表格分析3.(20203.(2020扬州模拟扬州模拟)全球温室效应造成的气候问题将影响着我国多地全球温室效应造成的气候问题将影响着我国多地,科研人员科研人员在实验室中模拟研究了现实环境、高温、高在实验室中模拟研究了现实环境、高温、高COC
49、O2 2浓度、高温且高浓度、高温且高COCO2 2浓度浓度4 4种条件种条件下水稻的净光合速率变化下水稻的净光合速率变化,得到如图得到如图1 1所示的结果。所示的结果。(1)(1)据图可知晴天的净光合速率在四种条件下比阴天据图可知晴天的净光合速率在四种条件下比阴天,原因原因是是。(2)(2)阴天和晴天时高阴天和晴天时高COCO2 2实验处理下水稻净光合速率比高温且高实验处理下水稻净光合速率比高温且高COCO2 2都高都高,最可能最可能的原因是高温使植物的原因是高温使植物明显增高从而降低了净光合速率。明显增高从而降低了净光合速率。(3)(3)科研人员进一步研究发现高温能诱导细胞产生自由基从而影响
50、到膜的稳定科研人员进一步研究发现高温能诱导细胞产生自由基从而影响到膜的稳定性性,如图如图2 2显示实验数据。显示实验数据。高温影响的膜是高温影响的膜是膜膜,自由基的产生和积累可能是破坏了自由基的产生和积累可能是破坏了膜成分中的膜成分中的,使膜的结构和功能受到破坏。使膜的结构和功能受到破坏。图中正常温度的组别属于实验中的图中正常温度的组别属于实验中的组组,从图中数据看从图中数据看,极端极端高温自由基产生速率随时间的延长而高温自由基产生速率随时间的延长而。(4)(4)综上可推测极端高温天气产生的热害会导致植物的光合速率下降甚至死亡综上可推测极端高温天气产生的热害会导致植物的光合速率下降甚至死亡,试
