2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：能量之源——光与光合作用 Word版含答案

2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：能量之源——光与光合作用 Word版含答案

讲 核心考点·全突破 考点一　光合作用的过程 ‎1.光反应和暗反应的过程图解：‎ ‎2.光反应与暗反应的区别与联系：‎ 阶段 光反应 暗反应 场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 物质 变化 ‎①水的光解：‎ H2O[H]+O2‎ ‎②ATP的合成：‎ ADP+PiATP ‎①CO2的固定：‎ CO2+C52C3‎ ‎②C3的还原：2C3‎ ‎(CH2O)+C5‎ 能量 转化 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 联系 光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi、NADP+‎ - 29 -‎ ‎3.利用同位素标记法判断光合作用C、H、O的转移途径：‎ ‎(1)H：3H2O[3H](C3H2O)。‎ ‎(2)C：14CO2 14C3(14CH2O)。‎ ‎(3)O：O 18O2；C18O2C3‎ ‎(CH18 2O)。‎ ‎4.环境改变时光合作用各物质含量的变化分析：‎ ‎(1)分析方法：需要从物质的生成和消耗两个方向综合分析。‎ 示例：CO2供应正常、光照停止时，C3的含量变化情况：‎ ‎ (2)结果：‎ 变化条件 C3‎ C5‎ ‎[H]和ATP ‎(CH2O)‎ CO2供 应不变 光照 强→弱 增加 减少 减少 减少 光照 弱→强 减少 增加 增加 增加 光照 不变 CO2充 足→不足 减少 增加 增加 减少 CO2不 足→充足 增加 减少 减少 增加 - 29 -‎ ‎【高考警示】‎ 光合作用过程的三点提醒 ‎(1)光反应阶段产生的[H]既可作还原剂，又可提供能量；ATP不仅用于暗反应阶段C3的还原，还用于叶绿体中蛋白质、核酸的合成。‎ ‎(2)色素吸收光能不需要酶，但把光能转化为化学能需要酶。光反应和暗反应过程均需要酶的催化。‎ ‎(3)光反应在光照条件下才能进行；暗反应不需要光，但在光下可以进行。若植物长期处于黑暗中，由于缺乏光反应产生的[H]和ATP，则暗反应不能进行。‎ ‎【典例】(2019·江苏高考)叶绿体中催化CO2固定的酶R由叶绿体DNA编码的大亚基和细胞核DNA编码的小亚基共同组装而成，其合成过程及部分相关代谢途径如图所示。请回答下列问题：‎ ‎(1)合成酶R时，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息___________到RNA上，RNA进入细胞质基质后指导多肽链合成；在叶绿体中，参与大亚基肽链合成的RNA中，种类最多的是___________。 ‎ ‎(2)进行光合作用时，组装完成的酶R需ATP参与激活，光能转化为ATP中的化学能是在___________(填场所)上完成的。活化的酶R催化CO2‎ - 29 -‎ 固定产生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ还原为三碳糖(C3-Ⅱ)，这一步骤需要________作为还原剂。在叶绿体中C3-Ⅱ除了进一步合成淀粉外，还必须合成化合物X以维持卡尔文循环，X为_______________。 ‎ ‎(3)作为光合作用的重要成分，X在叶绿体中的浓度受多种因素调控，下列环境条件和物质代谢过程，与X浓度相关的有___________(填序号)。 ‎ ‎①外界环境的CO2浓度 ‎②叶绿体接受的光照强度 ‎③受磷酸根离子浓度调节的C3-Ⅱ输出速度 ‎④酶R催化X与O2结合产生C2化合物的强度 ‎(4)光合作用旺盛时，很多植物合成的糖类通常会以淀粉的形式临时储存在叶绿体中，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体___________。 ‎ ‎【解析】(1)据图分析可知，细胞核DNA编码小亚基的遗传信息转录到RNA上，再通过核糖体上的翻译形成小亚基。叶绿体编码大亚基的DNA，经过转录和翻译，形成大亚基，在此过程中需要一种mRNA，多种tRNA，故需要RNA种类最多的是tRNA。‎ ‎(2)ATP是在光合作用光反应阶段合成的，场所是在叶绿体的类囊体薄膜。活化的酶R催化CO2固定产生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ被还原为三碳糖(C3-Ⅱ)，这一步骤需要[H]作为还原剂。从图中分析，C3化合物还原的产物除了C3-Ⅱ还有C5，X为C5。‎ - 29 -‎ ‎(3)外界环境的CO2浓度，直接影响CO2的固定，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故①符合题意；叶绿体接受的光照强度，直接影响光反应产生的[H]和ATP，间接影响C3的还原，进而影响C5的浓度，故②符合题意；磷酸根离子浓度直接影响C3-Ⅱ输出速度，进而影响C5的浓度，故③符合题意；酶R能催化X与O2结合产生C2化合物，这种结合的强度会影响X的浓度，故④符合题意。‎ ‎(4)光合作用合成的糖类，假如以大量可溶性糖的形式存在，则可能导致叶绿体吸水涨破。‎ 答案：(1)转录　tRNA　(2)类囊体　[H]　C5(五碳化合物)　(3)①②③④　(4)吸水涨破 ‎(1)结合上题图示分析突然停止CO2的供应，短时间内叶绿体中[H]含量会怎样变化？‎ 提示：突然停止供给CO2，暗反应受到抑制，[H]的消耗速率下降，但合成速率暂时不变，[H]含量增多。‎ ‎(2)上题图中淀粉是该植物光合作用产生的有机物，此外还有其他有机物吗？‎ 提示：光合作用产生的有机物主要是糖类(淀粉等)，也可合成蛋白质、脂质等有机物。‎ ‎(3)如何证明上题图中淀粉中的碳来源于CO2？‎ 提示：用14C标记CO2中的C，若淀粉中含有14C，则证明淀粉中的碳来源于CO2。‎ - 29 -‎ ‎(2019·全国卷Ⅰ)将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自 (　　)‎ A.水、矿质元素和空气　　　　 B.光、矿质元素和水 C.水、矿质元素和土壤 D.光、矿质元素和空气 ‎【解析】选A。植物生长过程中增重主要通过光合作用制造有机物，其主要过程是利用光能，将CO2和水合成储存能量的有机物，其中CO2来自空气。另外，植物体内蛋白质、核酸等有机物的合成还需要矿质元素，故A项正确。‎ ‎【加固训练】‎ ‎1.(2019·新乡模拟)绿色植物在进行光合作用时以H2O为供氢体，而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用。以下有关光合细菌的说法合理的是 (　　)‎ A.没有成形的细胞核，拟核中分布着多条线状DNA B.以H2S为供氢体进行光合作用时，无法产生O2‎ C.利用H2S作为原料，其光合作用的产物不可能是糖类 D.生存需要光照条件，体内的叶绿体是光合作用的场所 ‎【解析】选B。绿色植物以H2O为供氢体进行光合作用时能产生O2，而光合细菌以H2S为供氢体进行光合作用时无法产生O2，B合理。细菌属于原核生物，其没有叶绿体，拟核中分布着一个大型环状DNA分子，以H2S作为原料时，其光合产物仍可能是糖类，A、C、D不合理。‎ - 29 -‎ ‎2.下图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中含量的变化将会是 (　　)‎ A.a上升、b下降　　　　 B.a、b都上升 C.a、b都下降 D.a下降、b上升 ‎【解析】选B。由图解分析，c是CO2，a和b分别是[H]、ATP，若在其他条件不变的情况下，将c降低至极低水平，CO2的固定减弱，C3还原减慢，消耗[H]和ATP减少，则a、b在叶绿体中含量将会都上升。‎ ‎【方法技巧】细胞中C3和C5含量变化的判断技巧 下图中Ⅰ表示光反应，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的还原，当外界条件(如光照、CO2)突然发生变化时，分析相关物质含量在短时间内的变化：‎ ‎(1)CO2供应不变，光照条件突然发生变化，可以分为两种情况：‎ 光照 C3含量变化 C5含量变化 Ⅰ过程减弱→[H]‎ Ⅰ过程减弱→[H]和ATP合成减少→Ⅲ - 29 -‎ 减弱 和ATP合成减少→Ⅲ过程减弱、Ⅱ过程暂时不变→C3消耗减少、合成暂时不变→C3含量增加 过程减弱、Ⅱ过程暂时不变→C5消耗暂时不变、合成减少→C5含量减少 增强 与上述分析相反，结果是C3含量减少，C5含量增加 ‎ (2)光照条件不变，CO2供应突然发生变化，可以分为两种情况：‎ CO2供应 C3含量变化 C5含量变化 减少 Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程暂时不变→C3合成减少、消耗暂时不变→C3含量减少 Ⅱ过程减弱、Ⅲ过程暂时不变→C5消耗减少、合成暂时不变→C5含量增加 ‎ 增加 与上述分析相反，结果是C3含量增加，C5含量减少 考点二　影响光合作用的因素及应用 ‎1.单因子变量对光合作用的影响：‎ ‎(1)光照强度。‎ ‎①原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的[H]和ATP多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。‎ - 29 -‎ ‎②曲线分析：‎ A点 光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度 AB段 光照强度加强，光合速率逐渐加强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度 B点 光补偿点，此时光合作用强度=细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 BC段 随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度 C'点 光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加 ‎③应用。‎ a.温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产。‎ b.阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。‎ ‎(2)CO2浓度。‎ ‎①原理：影响暗反应阶段，制约C3的形成。‎ ‎②曲线分析：‎ - 29 -‎ A点 光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点 A'点 进行光合作用所需CO2的最低浓度 B和B'点 CO2饱和点，继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加 AB对应曲线段和 A'B'对应曲线段 在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大 ‎③应用。‎ a.大田要“正其行，通其风”，多施有机肥。‎ b.温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。‎ ‎(3)温度。‎ ‎①原理：通过影响酶的活性来影响光合作用。‎ ‎②曲线分析：‎ AB段 在B点之前，随着温度升高，光合速率增大 - 29 -‎ B点 酶的最适温度，光合速率最大 BC段 随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50 ℃左右光合速率几乎为零 ‎③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；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。‎ ‎(4)水分。‎ ‎①原理：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。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。‎ ‎②曲线分析：‎ a.图1表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。‎ b.图2曲线E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用过强，部分气孔关闭，影响了CO2的供应。‎ ‎(5)矿质元素。‎ - 29 -‎ 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物吸水困难甚至失水而导致植物光合速率下降。‎ ‎2.多因子变量对光合作用的影响：‎ ‎(1)曲线分析：‎ P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高。‎ Q点：横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，影响因子主要为各曲线所表示的因子。‎ ‎(2)应用。‎ 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。‎ ‎(3)影响光合作用多因子变量的分析方法。‎ ‎①分解思想：将多因子变量转化为多个单因子变量，如上图可以分解为光照强度影响光合作用，温度或CO2影响光合作用。‎ ‎②联系观点：找出多个因素影响的共同点，如上图中的P点，温度、光照强度和CO2浓度都比较低时，光合速率都比较低，说明此时光合作用较弱。‎ - 29 -‎ ‎③综合分析：各种环境因子对植物光合作用并不是单独地发挥作用，而是综合作用。但各种因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子为关键因子，因此在分析相关问题时，应抓关键因子。‎ ‎【典例】(2019·全国卷Ⅰ)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。‎ ‎(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________________。 ‎ ‎(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会___________，出现这种变化的主要原因是___________________。 ‎ ‎(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。‎ ‎【解题指南】‎ ‎(1)关键信息：干旱处理会导致植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。‎ ‎(2)必备知识：植物细胞中溶质浓度越大，细胞吸水能力越强；对照实验需要设置单一变量。‎ ‎【解析】本题考查植物的吸水和失水、光合作用的影响因素及实验设计的相关知识。‎ - 29 -‎ ‎(1)经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。‎ ‎(2)根据题干条件可知，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。‎ ‎(3)分析题意可知，实验目的为验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，所以实验应分为两部分：①证明干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的；②证明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。该实验材料为ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株，自变量应分别为正常条件和缺水环境、植物体中ABA的有无，因变量均为气孔开度变化，据此设计实验。‎ ‎①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变，可说明缺水环境不影响ABA缺失突变体植株气孔开度变化，即干旱条件下植物气孔开度变化不是由缺水引起的。‎ ‎②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变，可说明干旱条件下植物气孔开度减小是由ABA引起的。‎ 答案：(1)增强　(2)降低　气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 ‎(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。‎ - 29 -‎ 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。‎ ‎(1)光下该植物产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体，若此时环境中的CO2浓度降低，该植物体内C3和C5含量变化分别是减少和增加。‎ ‎(2)若将某植物长期置于适宜光照和温度条件下的一个密闭容器内，那么该植物不能(填“能”或“不能”)正常生长，原因是该植物在适宜光照和温度条件下，光合作用大于呼吸作用，使密闭容器内的CO2浓度持续降低，导致光合速率减慢或停止，因此该植物不能正常生长。‎ ‎　(2020·北京模拟)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吸收量高的主要原因是光照强度大 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点时光合作用强度的因素主要是土壤含水量 - 29 -‎ ‎【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。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　1.分别用相同光照强度的3种可见光照射同种植物的叶片，在不同CO2浓度下，测定各组叶片的CO2补偿点、CO2饱和点和最大净光合速率(各组呼吸速率相同且基本不变)，所得数据如下表所示。下列叙述错误的是 (　　)‎ 组 别 光的成分 μmol·‎ mol-1‎ CO2补偿 点μmol·‎ mol-1‎ CO2饱和 点μmol·‎ mol-1‎ 最大净光合速 率μmol(CO2)‎ ‎·m-2·s-1‎ 甲 红光 ‎83.1‎ ‎1 281.3‎ ‎26.1‎ 乙 黄光 ‎91.8‎ ‎1 174.9‎ ‎20.4‎ 丙 蓝光 ‎99.2‎ ‎1 334.6‎ ‎33.4‎ ‎　(CO2补偿点指叶片光合速率与呼吸速率相等时的外界环境中CO2浓度；CO2饱和点指叶片的光合速率达到最大时的最低CO2浓度。)‎ A.叶绿体中吸收蓝紫光的色素有叶绿素和类胡萝卜素 - 29 -‎ B.CO2浓度为83.1 μmol·mol-1时，甲组实验中，植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等 C.CO2浓度为1 174.9 μmol·mol-1时，影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素不同 D.由表格分析，三种光中，黄光不宜作为大棚栽培的补充光源 ‎【解析】选C。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A正确；在甲组实验中，当CO2浓度为83.1 μmol·mol-1时，植物处于CO2补偿点状态，即植物叶绿体释放O2的量与线粒体消耗O2的量相等，B正确；甲、丙两组植物的CO2饱和点均大于1 174.9 μmol·mol-1，所以当CO2浓度为 ‎1 174.9 μmol·mol-1时，影响甲、丙两组植物光合作用的主要因素都是CO2浓度，C错误；据题表可知利用黄光实验，在相同的光照强度下，其最大净光合速率较甲(红光)、丙(蓝光)两组小，所以三种光中，黄光不宜作为大棚栽培的补充光源，D正确。‎ ‎2.(2019·大同模拟)电场会对植物的生长发育产生一种“无形”的影响。在温室中同时增补电场和增施CO2，蔬菜产量可提高70%左右，这就是著名的“电场产量倍增效应”。科学家根据电场强度与CO2浓度对黄瓜幼苗光合作用强度影响的实验，绘制如下曲线。据图回答下列问题：‎ - 29 -‎ ‎(1)第1组实验的作用是_______。在饱和光照强度下，该实验的自变量是________________。‎ ‎(2)第1组实验和第2组实验的曲线比较，说明_______________________。‎ ‎(3)根据实验曲线可知，在相同光照强度下，为了最大限度地增加作物产量，可以采取的措施是____________________。‎ ‎【解析】(1)第1组实验的条件为大气电场和大气CO2浓度，属于对照组，起对照作用。饱和光照强度下，实验的自变量是电场强度和CO2浓度。(2)第1组和第2组对比，二者的自变量为电场强度，第2组的净光合作用强度大于第1组，而二者的细胞呼吸强度相等，因此说明强电场可以提高植物的光合作用强度。(3)分析曲线可知，同一光照强度下净光合作用强度最大的是第4组，因此为了最大限度地增加作物产量，可增加电场强度和提高CO2浓度。‎ 答案：(1)对照　电场强度和CO2浓度　(2)强电场可以提高植物的光合作用强度　(3)增补电场和增施CO2 ‎ 考点三　光合作用和细胞呼吸的关系 ‎1.光合作用与细胞呼吸的过程图解：‎ ‎2.光合作用与细胞呼吸的联系：‎ - 29 -‎ ‎(1)过程联系：‎ ‎ (2)物质联系：‎ ‎①C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2‎ ‎②O：H2OO2H2O ‎③H：H2O[H](CH2O)[H]H2O ‎(3)能量联系：‎ ‎3.光合作用与细胞呼吸过程中O2和CO2变化：‎ ‎【高考警示】‎ 光合作用与细胞呼吸的两个认识误区 - 29 -‎ ‎(1)误以为白天植物只进行光合作用。细胞呼吸无论是在有光还是无光条件下，都会一直进行，即使在进行光合作用时，细胞呼吸也没有停止。‎ ‎(2)误以为光合作用与细胞呼吸是两个独立的过程。光合作用积累的有机物被细胞呼吸利用，储存的能量通过细胞呼吸释放出来；细胞呼吸产生的CO2等物质可以被光合作用利用。‎ ‎【典例】(2017·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_______________、________、________、_______，[H]代表的物质主要是_______。 ‎ ‎(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_______(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______________。 ‎ ‎【解析】(1)据题图分析可知，①为水光解的产物之一，应为O2；②为NADPH还原C3后的产物，应为NADP+；③为ATP的水解产物，应为ADP - 29 -‎ 和Pi；④为CO2固定的反应物，应为C5；[H]所表示的物质为还原型辅酶Ⅰ，即NADH。‎ ‎(2)题图中A过程为光反应，B过程为暗反应，ATP合成发生在A过程；在细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段，线粒体内进行有氧呼吸第二、三阶段，这三个阶段都有ATP的合成。‎ ‎(3)在无氧条件下，植物细胞进行无氧呼吸，第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解为酒精和CO2。‎ 答案：(1)O2　 NADP+　ADP+Pi　C5　NADH(或答：还原型辅酶Ⅰ)‎ ‎(2)C和D　(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸 ‎(1)上题图中若A代表一种反应过程，则A是光反应，需要的条件有光能、色素、酶等。‎ ‎(2)结合上题示意图分析，在人体内C中的丙酮酸不能(填“能”或“不能”)转化成酒精，原因是人体内缺乏丙酮酸转化成酒精的酶。‎ ‎25 ℃条件下，将绿藻置于密闭玻璃容器中，每2 h测一次CO2浓度，结果如图(假设细胞呼吸强度恒定)。请据图回答下列问题：‎ ‎(1)图中8～10 h，细胞中能产生ATP的场所有____。 ‎ ‎(2)图中所示实验中有2 h是没有光照的，这个时间区间是_______h，实验12 h，此时绿藻干重与实验前相比_____。 ‎ - 29 -‎ ‎(3)图示实验过程中4～6 h平均光照强度_________(填“小于”“等于”或“大于”)8～10 h平均光照强度，判断依据是____ ____。 ‎ ‎【解析】密闭玻璃容器中CO2浓度的变化，反映的是其内的绿藻光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的差值，即表示的是净光合作用速率，据此分析柱形图中CO2浓度的变化并结合题意作答。(1)图中8～10小时，呼吸作用(细胞呼吸)和光合作用都能进行，因此能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。(2)没有光照，绿藻的光合作用不能进行，但能进行呼吸作用，因此密闭玻璃容器中的CO2浓度会逐渐增加，据此可推知：在实验进行到2～4 h没有光照。实验12 h时，密闭玻璃容器中CO2浓度与实验开始时(0 h)的基本相同，此时绿藻干重与实验前比较基本不变。(3)4～6 h内密闭玻璃容器中CO2浓度保持恒定，说明此时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等，同理8～10 h时间段内细胞呼吸与光合作用速率也相等，但由于4～6 h内密闭玻璃容器中CO2浓度较大，进而推知：4～6 h平均光照强度小于8～10 h平均光照强度。‎ 答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　(2)2～4　基本不变　(3)小于　两时间段内细胞呼吸与光合作用速率相等，但是4～6小时CO2浓度较大，所以光照强度较小 ‎【知识总结】光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路 - 29 -‎ 考点四　光合作用和细胞呼吸速率分析 ‎1.理解光合作用和细胞呼吸速率的关系：‎ ‎(1)记住一个基本关系式：‎ 实际(总)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。‎ ‎(2)明确三种表示方法：‎ ‎①O2的生成量=O2的释放量+黑暗中O2的吸收量。‎ ‎②CO2的消耗量=CO2的吸收量+黑暗中CO2的释放量。‎ ‎③有机物的生成量=有机物的积累量+黑暗中有机物的消耗量。‎ ‎2.明确多因素对光(CO2)补偿点、饱和点的影响：‎ ‎(1)理解光(CO2)补偿点、饱和点的含义：‎ - 29 -‎ ‎①光(CO2)补偿点：光合速率与细胞呼吸速率相等时对应的光照强度(CO2浓度)，如上图中B点所示。‎ ‎②光(CO2)饱和点：最大光合速率对应的最小光照强度(CO2浓度)，如上图C点所示。‎ ‎(2)环境条件对光(CO2)补偿点、饱和点的影响：‎ ‎①若环境条件改变导致呼吸速率增加或光合速率减小，则光(CO2)补偿点B右移，光(CO2)饱和点C左移。‎ ‎②若环境条件改变导致光合速率增加或呼吸速率减小，则光(CO2)补偿点B左移，光(CO2)饱和点C右移。‎ ‎③阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点、饱和点都左移。‎ ‎3.光合速率的测定实验：‎ ‎(1)测定依据：实际光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸速率。‎ ‎(2)测定装置：‎ ‎(3)方法解读：‎ ‎①测定细胞呼吸速率。‎ a.小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液，用于吸收CO2。‎ b.玻璃钟罩应遮光处理，以排除光合作用的干扰。‎ c.置于适宜温度环境中。‎ d.测定单位时间内红色液滴向左移动距离，代表呼吸速率。‎ - 29 -‎ ‎②测定净光合作用速率。‎ a.小烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于维持容器内CO2浓度恒定，以满足植物光合作用需求。‎ b.给予较强光照处理，且温度适宜。‎ c.测定单位时间内红色液滴向右移动距离，代表净光合速率。‎ ‎【典例】某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：‎ ‎(1)当CO2浓度为a时，高光照强度下该植物的净光合速率为_______。CO2浓度在a～b之间时，曲线_______表示了净光合速率随CO2浓度的增加而增加。 ‎ ‎(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素主要是________。 ‎ ‎(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光照强度下，该植物呼吸作用产生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 ‎ ‎(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑________这一因素的影响，并采取相应措施。 ‎ - 29 -‎ ‎【解析】(1)由图可知，当CO2浓度为a时，高光照强度下该植物的净光合速率为0；CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B、C的趋势均是随CO2浓度的增加而增加。‎ ‎(2)影响植物光合作用的因素包括光照强度、CO2浓度、温度等。CO2浓度大于c时，曲线B和C表示的净光合速率不再随着CO2浓度增加而增加，且曲线B中的净光合速率高于曲线C的净光合速率，曲线A的净光合速率仍然可以增加，故限制曲线B和C净光合速率增加的环境因素主要是光照强度。‎ ‎(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光照强度下测得的净光合速率均小于0，说明植物的真正光合速率小于呼吸速率，故该植物呼吸作用产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。‎ ‎(4)光照强度和CO2浓度能影响植物光合作用的进行，本题研究了光照强度和CO2浓度共同作用对植物光合作用的影响，采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，要考虑在此CO2浓度下能使植物达到较高净光合速率的光照强度。‎ 答案：(1)0　A、B、C ‎(2)光照强度　(3)大于 ‎(4)光照强度 ‎　图1是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度和细胞呼吸强度的曲线图。图2为将该植物移入恒温密闭玻璃温室中，连续24 h - 29 -‎ 测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。请据图回答相关问题：‎ ‎(1)夏季植物大多会出现“光合午休”现象，如图1中C点，原因是____， ‎ BC段与DE段光合作用强度下降的原因_______(填“相同”或“不同”)。 ‎ ‎(2)图1中A和E点时叶肉细胞产生[H]的场所都是_________，与B点相比，C点时植株叶绿体内_______(填“C3”或“C5”)相对含量较高。 ‎ ‎(3)图2中，一昼夜温室中O2浓度最高时在_____时，6 h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量_______(填“大于”“小于”或“等于”)线粒体消耗的O2量。 ‎ ‎(4)图2所示的密闭温室中，经过一昼夜_______(填“有”或“无”)有机物的积累，原因是___________________________________。 ‎ - 29 -‎ ‎【解析】(1)图1中出现“光合午休”现象的原因是环境温度过高，叶表面的气孔大量关闭，CO2吸收量减少，导致光合作用强度明显减弱。夏季晴朗的白天，BC段光照过强，温度过高，叶肉细胞的气孔部分关闭，CO2供应减少，导致光合作用减弱，曲线下降；DE段光照强度逐渐减弱是限制光合作用的主要因素。‎ ‎(2)图1中A和E点都是两曲线的交点，说明此时叶片光合作用强度等于细胞呼吸强度，细胞可通过光反应与有氧呼吸过程产生[H]，即产生[H]的场所有叶绿体(类囊体)、线粒体和细胞质基质。与B点相比，C点CO2含量减少，故会导致C3的含量减少，C5的含量增加。‎ ‎(3)分析图2可知，图中的CO2吸收速率表示该植物的净光合速率，温室内CO2浓度变化可表示该植物有机物的积累量；由曲线可知实验前3小时内植物只进行细胞呼吸，6时、18时对应曲线与横轴的交点，说明此时植物细胞呼吸速率与光合速率相等，植物既不从外界吸收CO2，也不向外界释放CO2，其呼吸产生的CO2正好供应给光合作用，因此一昼夜温室中O2浓度最高时在18时。6时时CO2的吸收速度等于0，说明此时植株的光合作用强度等于有氧呼吸强度，但由于此时植物体内还有不能进行光合作用的细胞(非叶肉细胞)，它们也能进行有氧呼吸消耗O2，所以此时植株的叶肉细胞中叶绿体产生的O2量必须大于线粒体消耗的O2量，才能保证非叶肉细胞有氧呼吸过程中的O2供应，而使整个植株的光合作用强度等于有氧呼吸强度。‎ - 29 -‎ ‎(4)图2曲线表明，一昼夜之后，温室内CO2浓度不变(a、b两点的纵坐标相同)，说明24 h内植物细胞呼吸消耗的有机物等于植物光合作用制造的有机物，没有有机物的积累。‎ 答案：(1)温度过高，部分气孔关闭，CO2摄入量不足　不同 ‎(2)叶绿体、线粒体和细胞质基质　C5‎ ‎(3)18　大于 ‎(4)无　一昼夜之后，温室内CO2浓度不变，说明24h内植物细胞呼吸消耗的有机物等于植物光合作用制造的有机物 关闭Word文档返回原板块 - 29 -‎