【生物】2019届一轮复习人教版光合作用与呼吸作用的关系及影响因素学案

【生物】2019届一轮复习人教版光合作用与呼吸作用的关系及影响因素学案

突破点1　光合作用与呼吸作用的关系 高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程，物质、能量转化关系，对反应场所及各阶段反应物、生成物确认也常作为考查点，题型既有选择题也有非选择题。‎ ‎【例证】 （2017·全国卷Ⅱ，29）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①②③④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）光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中①是O2；②可形成NADPH，应为NADP＋；③可形成ATP，应为ADP＋Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表示C5。细胞呼吸过程中产生的[H]代表的物质主要是NADH。‎ ‎（2）图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质（可发生细胞呼吸的第一阶段），D代表线粒体（可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段），其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。因此，ATP合成发生在A过程，还发生在 C和D。‎ ‎（3）植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下，转化成酒精和二氧化碳。‎ 答案　（1）O2　NADP＋　ADP和Pi　C5　NADH ‎（2）C和D ‎（3）缺氧 光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路 ‎　　　‎ ‎1.光合作用与细胞呼吸的关系 ‎2.光合作用与细胞呼吸三个层面上的联系 ‎（1）过程联系 ‎（2）物质联系 ‎①C元素：CO2（CH2O）C3H4O3CO2‎ ‎②O元素：H2OO2H2O ‎③H元素：H2O[H]（CH2O）[H]H2O ‎（3）能量联系 考向　光合作用与有氧呼吸的内在关系 ‎1.（2014·全国卷Ⅱ，6）关于光合作用和呼吸作用的叙述，错误的是（　　）‎ A.磷酸是光反应中合成ATP所需的反应物 B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与 C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量 解析　人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供，无氧呼吸产生的乳酸此种情况下不再供能，C错误。‎ 答案　C ‎2.（2018·全国百所名校联考卷）如图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是（　　）‎ A.若植物缺Mg，则首先会受到显著影响的是③‎ B.②的进行与⑤⑥⑦密切相关，与③无直接关系 C.蓝藻细胞中③发生在类囊体薄膜上，④发生在叶绿体基质中 D.叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量，则该细胞内有机物的总量将减少 解析　Mg是合成叶绿素的成分。光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收、传递、转化光能，若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻，首先会受到显著影响的生理过程是③（光反应过程），A正确；一般情况下，植物细胞吸收无机盐的方式②是主动运输，需要消耗能量，故与⑤⑥⑦（细胞呼吸过程）密切相关，与③（光反应过程）无直接关系，B正确；蓝藻细胞是原核细胞，没有叶绿体，因此也没有类囊体，C错误；图中光反应过程③中O2的产生量小于有氧呼吸过程⑥中O2的消耗量，则该叶肉细胞净光合作用量<0，该细胞内有机物总量将减少，D正确。‎ 答案　C 突破点2　影响光合作用的因素（5年13考）‎ 纵观近年高考，光合作用、细胞呼吸两大生理过程已成为必考内容，既是重点、又是热点，题目难度大，区分度高，综合性强，题型既有选择题，更有简答、曲线模型分析、图表数据分析与处理，甚至以实验探究题形式呈现，考查内容常涉及光合作用与细胞呼吸内在关系、光合作用的影响因素（单因子影响、多因子综合影响）总光合速率、净光合速率及呼吸速率变化，尤其涉及密闭环境中CO2（或O2）变化状况测定与分析等，由于相关内容在教材中讲授较少，但备考需深、透、广，特设置本课，以求对上述重点内容的针对性突破！‎ ‎【例证1】 （2017·全国卷Ⅰ，30） 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_______________________________________，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________________________________。‎ 解析　（1）在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内CO2 浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时（即CO2补偿点时）的二氧化碳浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此其净光合速率大于0。‎ ‎（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。‎ 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，光合速率也随之降低　大于0‎ ‎（2）甲种植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加 ‎【例证2】 （2014·全国卷Ⅱ，29）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，高光强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浓度的增高而增高。‎ ‎（2）CO2浓度大于C时，曲线b和c所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是______________________________________。‎ ‎（3）当环境中CO2浓度小于A时，在图示的3种光强下，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。‎ ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 答案　（1）0　a、b、c　（2）光强　（3）大于　（4）光强 ‎1.内部因素 ‎（1）植物自身的遗传特性（如植物品种不同）以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。‎ ‎（2）植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。‎ ‎2.外部因素 ‎（1）单因子变量对光合作用影响的曲线分析 ‎①光照强度 ‎②CO2浓度 ‎③温度 ‎④必需矿质元素（N、P、Mg、K等）‎ ‎（2）多因子对光合速率的影响 ‎①曲线分析：‎ OP段：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。‎ PQ段：曲线变化受横坐标所表示的因子与坐标曲线中另一因子的共同控制，如A图受光照强度与温度的共同影响。‎ Q点之后的线段：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。‎ ‎②应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，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。‎ 考向1　光补偿点与光饱和点的移动 ‎（2017·贵州高三统考）如图表示在适宜温度和一定的CO2浓度条件下，测定的甲、乙两种绿色植物在不同光照强度下氧气的释放速率曲线。回答下列问题：‎ ‎（1）叶绿体中色素的功能是_________________________________________。‎ ‎（2）甲植物中A点的值是在　　　　条件下测定的。把甲植物从C点对应的光照强度转移至B点对应的光照强度，短时间内叶绿体中C5含量将　　　　（填“增加”或“减少”）。‎ ‎（3）若光照强度不变，与正常情况相比，环境中Mg2＋减少时，图中D点将 ‎　　　　（填“上移”或“下移”），原因是____________________________。‎ ‎（4）图中甲、乙两种植物在不同光照强度下O2释放速率的差异是_____________________________________________________________。‎ 解析　（1）叶绿体中光合色素的作用是吸收、传递和转换光能。（2）A点的光照强度为0，其数值表示在黑暗条件下测定的呼吸速率。C点对应的光照强度大于B点，因此把甲植物从C点对应的光照强度转移到B点对应的光照强度条件下，光照强度降低，光反应减弱，产生的[H]和ATP减少，C3的还原过程减弱，C5的消耗不变，则短时间内叶绿体中C5的含量减少。（3）D点表示甲植物达到最大净光合速率，若环境中Mg2＋减少，叶绿素的合成受阻，光反应减弱，总光合速率下降，净光合速率也将下降，故D 点将下移。（4）由图可知，甲、乙两种植物O2释放速率曲线交于C点，C点之前，甲植物的O2释放速率小于乙植物的O2释放速率；C点之后，甲植物的O2释放速率大于乙植物的O2释放速率。‎ 答案　（1）吸收、传递和转换光能 ‎（2）无光　减少 ‎（3）下移　Mg2＋减少导致叶绿素合成减少，使光反应速率下降，合成的ATP和[H]减少，C3的还原速率下降，总光合作用速率下降，净光合速率也随之下降（答案合理即可）‎ ‎（4）C点之前O2的释放速率甲植物小于乙植物，C点之后O2的释放速率甲植物大于乙植物（答案合理即可）‎ 考向2　多角度考查外界因素对光合速率的影响 ‎（2018·湖北襄阳一调，9）为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响，某生物兴趣小组做了实验研究，实验结果如图所示，实验数据为植株在不同条件下CO2的吸收速率（mg/h）。据图分析，下列说法中正确的是（　　）‎ A.图中影响马铃薯植株光合速率的因素有CO2浓度和温度 B.在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下，马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2产生 C.马铃薯植株在适当遮阴、CO2、浓度为0.03%、40 ℃条件下，光照强度不是限制因素 D.实验中马铃薯植株CO2固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%和35 ℃‎ 解析　分析曲线图可知，图中影响马铃薯植株光合速率的因素有CO2浓度、温度和光照强度，A错误；在弱光、CO2浓度为0.03%、20 ℃条件下，曲线中显示此时植株的CO2吸收速率为0，表示此时植株的光合速率等于呼吸速率，即马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体可以进行光合作用，因此其叶绿体中有O2产生，B错误；CO2浓度为0.03%、40 ℃‎ 时，在弱光、适当遮阴以及全光照三种条件下，植物的CO2吸收速率即净光合速率逐渐增大，说明在适当遮阴、CO2浓度为0.03%、40 ℃条件下，光照强度仍然是限制光合速率的因素，C错误；曲线图纵轴的CO2吸收速率表示净光合速率，而CO2固定速率表示总光合速率（净光合速率＋呼吸速率），黑暗条件下的曲线表示不同温度下的呼吸速率，对比可知全光照、CO2浓度为1.22%、35 ℃时，植株总光合速率（CO2固定速率）最大，D正确。‎ 答案　D 考向3　影响光合速率的因素及应用 ‎【典例】 （2016·全国卷Ⅲ，29）为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：‎ 对照组 实验组一 实验组二 实验组三 实验组四 实验 处理 温度/℃‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎36‎ ‎31‎ ‎25‎ 相对湿度/%‎ ‎17‎ ‎27‎ ‎52‎ ‎52‎ ‎52‎ 实验 结果 光合速率/‎ ‎（mg·CO2·dm－2·h－1）‎ ‎11.1‎ ‎15.1‎ ‎22.1‎ ‎23.7‎ ‎20.7‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是　　　　，依据是_______________________________________；并可推测，‎ ‎　　　　（填“增加”或“降低”）麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。‎ ‎（2）在实验组中，若适当提高第　　　　组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是____________________________________________________。‎ ‎（3）小麦叶片气孔开放时，CO2进入叶肉细胞的过程　　　　（填“需要”或“不需要”）载体蛋白，　　　　（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。‎ 解析　（2）比较实验组二、三、四可知小麦光合速率在31 ℃‎ 时高于另外两组，由此推知，小麦光合作用的最适温度在31 ℃左右，而第四组的25 ℃还远低于最适温度，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。‎ 答案　（1）相对湿度　相同温度条件下，相对湿度改变时，光合速率变化较大　增加　（2）四　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度　（3）不需要　不需要 ‎【对点小练】‎ ‎（2017·江西三校上学期期末联考，33）草莓是一种重要经济作物之一，对其光合作用和呼吸作用进行研究，可以指导草莓的生产。图1是某研究小组以草莓为材料所做相关实验的结果；图2表示草莓不同生长发育期（分别为幼苗期、营养生长期和生殖生长期）光合作用合成量与光照强度之间的关系；图3表示温度对草莓光合作用和呼吸作用的影响（以测定的放氧和耗氧速率为指标）。‎ ‎（1）图1中，Q点和P点相比，限制草莓单株光合强度的主要外界因素有 ‎　　　　等。图2曲线Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中　　　　（填“光”、“暗”或“光和暗”）反应的不同。‎ ‎（2）由图3可知，适合草莓生长的最适温度是　　　　。若一直处于M点条件下，该植物　　　　（填“能”或“不能”）表现出生长现象。‎ 气孔是CO2等气体进出叶片的通道，气孔导度表示单位时间内进入叶片表面单位面积的CO2相对量，能反映气孔张开的程度。研究小组探究了植物A和另一种植物B在一天中气孔导度的变化，结果见表。‎ 时刻 ‎0：00‎ ‎3：00‎ ‎6：00‎ ‎9：00‎ ‎12：00‎ ‎15：00‎ ‎18：00‎ ‎21：00‎ ‎24：00‎ 植物A气孔 导度 ‎38‎ ‎35‎ ‎30‎ ‎7‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎15‎ ‎25‎ ‎38‎ 植物B气孔 导度 ‎1‎ ‎1‎ ‎20‎ ‎38‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎20‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎（3）据表分析可知，一天中植物A和植物B吸收CO2的差异主要是___________________________________________。‎ 沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物　　　　。‎ ‎（4）图4表示植物叶肉细胞中发生的物质代谢过程。凌晨3：00时，①②③④四种生理过程中，植物A和植物B都能完成的是　　　　，产生ATP的是　　　　。‎ 图4‎ 解析　（1）Q点种植密度大，种植密度大可能造成植株间互相遮光，也会造成植株间通风不良，二氧化碳供应不足，从而使Q点单株草莓光合强度下降，即限制Q点单株草莓光合强度的主要外界因素有光照和二氧化碳。光合作用中合成有机物的多少与光反应和暗反应都有关，因此，图2曲线Z1、Z2、Z3的差异表现在光合作用中光反应和暗反应的不同。（2）光照下放氧速率表示净光合速率（表示植物积累有机物的速率），净光合速率最大时对应的温度为植物的最适生长温度，即35 ℃。M点时，植物的净光合速率大于0，说明植物体内有有机物的积累，因而植物能正常生长。（‎ ‎3）分析表格数据，植物A的气孔导度在无光照或光照较弱的0：00至6：00和18：00至24：00时相对较大，在有光照和光照较强的9：00至15：00时相对较小，这说明植物A主要是在夜间打开气孔吸收二氧化碳；而植物B相反，主要是在白天吸收二氧化碳。沙漠环境干旱，为了保持体内水分，在白天植物气孔关闭，晚上打开吸收CO2，因此，沙漠植物的气孔导度变化更接近于植物A。（4）凌晨3：00时无光照，植物A和B都不能进行光合作用，只进行有氧呼吸，即图4中的①②过程，其中的C3在呼吸作用过程中表示丙酮酸，则①②分别表示有氧呼吸的第一、二阶段，这两个阶段中都可产生ATP。‎ 答案　（1）光照和CO2（其他答案不给分）　光和暗（其他答案不给分）‎ ‎（2）35 ℃　能 ‎（3）植物A主要在夜间吸收CO2，植物B主要在白天吸收CO2（或植物A和B吸收CO2的时间不同）　A　（4）①②　①②‎ 在影响光合作用的因素中，光照强度、温度、二氧化碳浓度等指的是外界影响因素，而影响光合作用的内部因素通常指的是叶绿素的含量、酶的数量（或活性）等，回答影响因素这类问题时，①要注意审清题中需要回答的是外界影响因素还是内部影响因素；②针对曲线模型，在曲线上升阶段，限制因素为横坐标表示的因子，当曲线不再上升时，要从内部因素（如色素含量、酶活性等）和横坐标表示的因子之外的环境因素（如温度、CO2浓度等）进行分析；③若为表格，则应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。　　　‎ 有关光合作用和细胞呼吸实验探究类题目是高考的重点、热点，题目区分度高，分值重，准确把握光合作用、细胞呼吸的生理过程、影响因素及相关原理，把握呼吸速率、光合速率测定实验设计原理，并能把握实验设计常规步骤是解答此类问题的关键。‎ ‎【例证】 （2015·安徽卷，29Ⅰ）科研人员探究了不同温度（25 ℃和0.5 ℃）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。‎ ‎（1）由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_____________________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的　　　　浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测　　　　浓度的变化来计算呼吸速率。‎ ‎（2）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：‎ ‎①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。‎ ‎②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。‎ ‎③记录实验数据并计算CO2生成速率。‎ 为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。‎ a._____________________________________________________，‎ b._____________________________________________________。‎ 解析　（1）由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。‎ ‎（2）根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二：一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。‎ 答案　（1） 低温降低了细胞呼吸相关酶的活性　CO2　O2 　（2） a.‎ 选取的果实成熟度应一致　b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验 解答（1）题的一个关键在于敏锐捕获图1、图2中纵轴“数字”不同。如图1为30～50，而图2为0～5，故单位时间内CO2变化量差异明显。‎ 解答（2）题时必须熟练实验评价题的解题策略，常用“五看”法 ‎1.开放环境中CO2吸收、释放量昼夜变化曲线分析 ‎（1）曲线的各点含义及形成原因分析如下：‎ ‎①a点：凌晨3时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。‎ ‎②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。‎ ‎③bc点：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ ‎④c点：上午7时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ‎⑤ce段：光合作用强度大于呼吸作用强度。‎ ‎⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。‎ ‎⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ‎⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。‎ ‎⑨fg段：太阳落山，停止光合作用，只进行呼吸作用。‎ ‎（2）绿色植物一昼夜内有机物的“制造”、“消耗”与“积累”‎ ‎2.相对密闭的环境中，—昼夜CO2含量的变化曲线图和O2含量的变化曲线图的比较 比较项目 一昼夜CO2含量的变化曲线图（小室中CO2变化状况）‎ 一昼夜O2含量的变化曲线图（小室中O2变化状况）‎ 图示 曲线分析 C点、E点：光合作用强度＝呼吸作用强度 CE段：光合作用强度＞呼吸作用强度 MC段和EN段：光合作用强度＜呼吸作用强度 光合作用开始于C点之前，结束于E点之后 含量最高点 CO2含量最高点为C点 O2含量最高点为E点 含量最低点 CO2含量最低点为E点 O2含量最低点为C点 如果N点低于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 如果N点高于M点 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加 如果N点与M点一样高 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变 说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变 ‎【归纳整合】‎ 考向　密闭环境中CO2含量的变化 ‎1.（2017·山东师大附中一模，40）图中图一表示的是八月份某一晴天，一昼夜棉花植株CO2的吸收和释放曲线；图二表示棉花叶肉细胞两种细胞器的四种生理活动状态。由图一中时间a、b、c、d依次发生了图二所示的哪项生理活动（　　）‎ A.（1）（2）（3）（4） B.（3）（2）（4）（1）‎ C.（3）（4）（1）（2） D.（4）（3）（2）（1）‎ 解析 ‎　图一曲线中横坐标以上都是光合作用速率大于呼吸作用速率，横坐标以下是光合作用速率小于呼吸作用速率或只有呼吸作用，曲线与横坐标的交点处都是光合作用速率等于呼吸作用速率。图二中（1）表示光合作用速率大于呼吸作用速率，对应图一中d、e、f点；图二中（2）表示光合作用速率等于呼吸作用速率，对应图一中c、g点；图二中（3）表示光合作用速率小于呼吸作用速率，对应图一中b点；图二中（4）表示只有呼吸作用，对应图一中a、h点，D正确。‎ 答案　D ‎2.图甲中曲线Ⅰ表示夏季某一天的温度变化，图乙曲线表示放置于密闭玻璃罩内的某植物在这一天内引起的玻璃罩内CO2浓度变化，请据图分析回答下列问题：‎ ‎（1）若图甲曲线Ⅱ和Ⅲ中有一条代表该植物的总光合速率，则应该是曲线　　　　；结合曲线Ⅰ分析，曲线Ⅲ的A点出现小波动的原因是_____________________________________。‎ ‎（2）若第（1）小题的分析正确，则曲线Ⅱ的B点和曲线Ⅲ的E点分别代表 ‎　　　　和　　　　。‎ ‎（3）曲线Ⅲ的D点对应图乙曲线中　　　　段的某一点，此时限制光合速率的外界主要是　　　　；图乙曲线中H点对应图甲中　　　　点。‎ ‎（4）图甲中可用　　　　　　　　表示该植物一天内的有机物积累量；而由图乙可知，该植物在密闭玻璃罩的一天时间内，植物体内的有机物量　　　　（填“增加”“减少”或“基本不变”）。‎ 解析　（1）由图甲可知，曲线Ⅲ在夜间也有速率变化，而曲线Ⅱ的速率变化只在白天体现，因此，曲线Ⅲ代表净光合速率，曲线Ⅱ代表总光合速率；A点对应的温度较低，由此可推知，由于气温降低导致酶活性降低，从而影响植物细胞呼吸释放CO2的速率。（2）B点为曲线Ⅱ与横轴的交点，即此时该植物开始进行光合作用；E点为曲线Ⅲ与横轴的交点，即此时该植物的净光合速率为0（光合速率等于呼吸速率）。（3）D点出现小波动的原因是中午气温过高，植物出现气孔关闭现象，引起CO2供应不足，进而影响暗反应，最终导致光合速率下降，故D 点对应图乙曲线中FG段的某一点；图乙曲线的H点代表净光合速率傍晚为0的点，对应图甲中曲线Ⅲ的E点。（4）图甲中曲线Ⅲ代表该植物的净光合速率，因此，一天时间内，有机物的积累量可由曲线Ⅲ与横轴围成的面积来判断；图乙曲线代表密闭环境中CO2浓度变化，一天时间内，有机物的积累量可由曲线的起点和终点的高低来判断。由图乙可知，图乙曲线的终点低于起点，说明一天后密闭玻璃罩内的CO2浓度降低，植物吸收CO2积累有机物。‎ 答案　（1）Ⅱ　凌晨时气温较低，导致催化植物细胞呼吸的酶活性降低，从而影响细胞呼吸（有氧呼吸）释放CO2的速率（答案合理即可）‎ ‎（2）开始进行光合作用（或光合速率为0）　光合速率等于呼吸速率（或净光合速率为0）‎ ‎（3）FG　CO2浓度　E ‎（4）曲线Ⅲ与横轴围成的正面积与负面积之差　增加 ‎（时间：30分钟　满分：100分）‎ ‎1.（2018·河南许昌一调，9）下列是四幅关于光合作用和细胞呼吸的图，有关叙述正确的是（　　）‎ A.图甲中O2浓度为A时，无氧呼吸与有氧呼吸的强度相同 B.图乙中如果再提高CO2浓度，则B点一定上移 C.图丙中，温度为t4 ℃时，植物净光合作用强度最大 D.图丁代表两类色素的吸收光谱，其中e代表类胡萝卜素 解析　图甲中O2浓度为A时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2量相同，但消耗葡萄糖的量为3∶1，A错误；若图乙曲线是在CO2浓度适宜的情况下测得的，再提高CO2浓度，B点不会上移，B错误；图丙中，温度为t4 ℃时，植物净光合作用强度为0，C错误；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，其波长较短，对应曲线e，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，对应曲线f，D正确。‎ 答案　D ‎2.（2017·福建师大附中高三期中）将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等（气体含量相对值为1），在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示。下列对此过程的分析正确的是（　　）‎ A.只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等 B.在9～16时之间，光合速率>呼吸速率，O2浓度不断上升 C.该植物体内17时有机物积累量小于19时的有机物积累量 D.该植物从20时开始进行无氧呼吸 解析　分析题图可知，光合作用与呼吸作用相等的点是氧气增加为0（或二氧化碳减少为0）点，8时、17时光合作用强度与呼吸作用强度相等，A错误；分析题图曲线可知，在9～16时之间，氧气浓度不断增加，光合速率大于呼吸速率，B正确；分析题图曲线知，17时光合作用强度与呼吸作用强度相等，此时植物体内有机物积累量最大，19时光合作用小于呼吸作用，植物体内的有机物不但不增加，反而减少，C错误；分析题图曲线知，20时以后，CO2产生量比O2消耗快，说明有无氧呼吸，但20时有没有无氧呼吸不可判断。‎ 答案　B ‎3.（2018·广东省中山市统测）如图表示蝴蝶兰在正常和长期干旱条件下CO2吸收速率的日变化。据图分析下列说法正确的是（　　）‎ A.长期干旱条件下，叶肉细胞在0～4时不能产生ATP和[H]‎ B.长期干旱条件下，叶肉细胞在10～16时不能进行暗反应 C.正常条件下，12时CO2吸收速率最大，植株干重最大 D.长期干旱条件下，蝴蝶兰可通过夜间吸收CO2以适应环境 解析　在长期干旱条件下，叶肉细胞在0～4时由于没有光照不能通过光合作用产生ATP和[H]，但仍能通过呼吸作用产生ATP和[H]，A错误；在长期干旱条件下，叶肉细胞在10～16时虽然不吸收CO2，但能利用夜晚储存的CO2进行光合作用，B错误；正常条件下，12时蝴蝶兰对二氧化碳的吸收速率达到最大，表明此时积累干物质的速率最大，之后虽CO2吸收速率减小，但干重一直在增加，故植株干物质积累达到最大的时间约是19.5时，此时植株干重最大，C错误；在长期干旱条件下，夜间（如0～4时）蝴蝶兰叶片表皮细胞的气孔打开吸收二氧化碳，为白天的光合作用准备原料，在白天气温较高时气孔关闭，以免植物体内水分通过气孔散失，这种特性有利于植物适应干旱的环境，D正确。‎ 答案　D ‎4.（2017·河南中原名校质检）如图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解，其中f～i表示相关过程，a～e表示相关物质。据图判断下列说法正确的是（　　）‎ A.i过程是有氧呼吸和无氧呼吸共有的过程 B.叶肉细胞中b的产生速率等于c的产生速率，则植株的干重保持不变 C.a中的O全部来自O2，H全部来自C6H12O6‎ D.f、g、h、i四个过程在植物体的全部细胞中都能发生 解析 ‎　i过程表示葡萄糖分解成丙酮酸，是有氧呼吸的第一阶段，也是无氧呼吸的第一阶段，A正确；分析题图可知，b是光反应阶段H2O分解产生的O2，c是有氧呼吸第二阶段产生的CO2，叶肉细胞光合作用中O2的产生速率等于呼吸作用中CO2的产生速率，表示呼吸速率等于光合速率，但是一个植株中还有很多细胞只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，所以整个植株的干重应该是减少的，B错误；a是有氧呼吸第三阶段产生的水，其中的O全部来自O2，但H一部分来自C6H12O6，一部分来自H2O，C错误；h和i过程是有氧呼吸，f和g过程是光合作用，植物中只有含叶绿体的植物细胞才能进行光合作用，D错误。‎ 答案　A ‎5.某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究（均在最适温度下进行），结果如图所示。相关分析合理的是（　　）‎ A.图1中呼吸底物为葡萄糖、O2浓度为A时，O2的吸收量等于CO2的释放量 B.图1中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性 C.图2中乙品种比甲品种呼吸速率低，且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中 D.图2中F点时甲品种的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 解析　图1中O2浓度为A时，CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，A错误；因研究是在最适温度下进行的，故图1中DE段CO2的释放量有所下降的原因不可能是温度抑制了酶的活性，B错误；图2中，从曲线与纵轴的交点可见，乙品种比甲品种的呼吸速率低，且乙品种在较弱的光照强度下其光合速率即达到最大值，故乙品种更适于生长在弱光环境中，C正确；图2中，F点时甲品种只进行呼吸作用，消耗ADP，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体，D错误。‎ 答案　C ‎6.（2016·江西省赣州南康市高考生物一模）图1是某高等植物细胞中光合作用过程的图解，图中英文字母代表相应物质，1、2、3、4‎ 代表一定的生理过程。图2为科研人员研究影响植物光合速率的因素所进行相关实验的结果。请据图回答下列问题（能用标号回答的用标号回答）。‎ ‎（1）图1中B、C、D代表的物质分别是　　　　、　　　　、　　　　；其中D→C发生的场所是　　　　；过程3、4发生的场所是________________________________________。‎ ‎（2）某研究者向叶绿体中注入被放射性同位素标记的C物质，在光合产物葡萄糖中　　　　（填“会”或“不会”）出现放射性。在研究过程中研究者测得细胞并没有从外界吸收E物质，也没有向外界释放E物质，若在这种情况下测得细胞光合作用1小时产生了0.12 mol的A物质，那么这1小时中该细胞呼吸作用消耗的葡萄糖为___________________________________________mol。‎ ‎（3）在忽然增强光照的情况下检测到图1中的A物质产生量忽然增多，但不久又恢复到正常水平。使A物质无法维持在一个较高水平的最可能外因是图中 ‎　　　　物质的供应量未能同步增加，在同一过程中C3的变化规律是____________________________________________；假如外界环境持续黑暗则图示的四个过程会停止的是___________________________________________。‎ ‎（4）由图2可知，在15 ℃时，光合作用强度为呼吸作用强度的　　　　倍，假设每天光照按12小时计算，则最有利于植物生长的温度是　　　　。‎ 解析　（1）据图1分析，B是NADPH，C是ATP，D是ADP和Pi，其中D→‎ C是ATP的合成过程，发生的场所是叶绿体类囊体薄膜。图中3是二氧化碳的固定，4是三碳化合物的还原，发生的场所是叶绿体基质。（2）C是ATP，只能为暗反应提供能量，不能为暗反应提供反应物质，故向叶绿体中注入被放射性同位素标记的C物质，在光合产物葡萄糖中不会出现放射性。题干所述状态为光合速率等于呼吸速率，根据光合作用的反应式可知，1小时中该细胞呼吸作用消耗的葡萄糖为0.12 mol÷6＝0.02 mol。（3）题干所述现象可能的原因是二氧化碳E供应不足，暗反应较慢抑制了光反应的进行。在同一过程中C3的变化规律是先忽然减少，但不久又恢复到正常水平。外界环境持续黑暗整个光合作用过程都会停止，即1，2，3，4过程停止。（4）据图2分析，真正的光合强度＝呼吸强度＋净光合强度，15 ℃时，呼吸强度为1，净光合强度为2.5，所以真正的光合强度为3.5，是呼吸强度的3.5倍。每天光照按12小时计算，则最有利于植物生长的温度是净光合强度最大时的温度，即20 ℃。‎ 答案　（1）NADPH（或者[H]）　ATP　ADP和Pi　类囊体薄膜（或叶绿体基粒）　叶绿体基质　（2）不会　0.02　（3）E　先忽然减少，但不久又恢复到正常水平　1，2，3，4　（4）3.5　20 ℃‎ ‎7.（2018·河北百校联盟一联，30）为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定。每组处理的总时间均为135 s，光照与黑暗处理情况见下图所示（A、B、C三组光照与黑暗处理时间相同），结果是A组光合作用产物的相对含量为M%；B组光合作用产物的相对含量为70%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。请回答下列问题：‎ ‎（1）该四组实验中，对照组是　　　　组，其中A组的结果中M对应数字应为　　　　。‎ ‎（2）光照期间，能进行　　　　（填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”）。‎ ‎（3）可以判断，单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于 D组植物合成有机物的量，依据是___________________________________。‎ ‎（4）A、B、C三组处理相比，随着　　　　的增加，使光下产生的ATP和[H]能够及时_____________________________________________________，从而提高了光合作用中CO2的同化量。‎ 解析　（1）由题干及题图可以看出，对照组是给予全光照的D组。A组给予一半时间的光照、一半时间的黑暗处理，只有给予光照时才会进行光合作用，由于A组连续光合作用的时间为D组的一半，因此，A组光合作用制造的产物应为D组的一半，即A组光合作用产物的相对含量为50%。（2）光照时既进行光反应，也进行暗反应。（3）B组和C组接受光照的时间只有D组的一半，但两组中光合作用产物的相对含量均超过D组的一半，这说明在单位光照时间内，B组和C组植物合成有机物的量都高于D组。（4）A、B、C组比较，从A组到C组，光照和黑暗交替的频率逐渐增大，使在光照下光反应中产生的ATP和[H]能在暗反应中及时和充分地利用（光照后给予一段时间的黑暗有利于暗反应中及时、充分地利用ATP和[H]，并为随后光照下光反应再生成ATP和[H]提供ADP、Pi等原料），提高了光合作用中二氧化碳的同化量。‎ 答案　（1）D　50‎ ‎（2）光反应和暗反应 ‎（3）B组和C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的70%和94%‎ ‎（4）光照和黑暗交替频率　利用与再生 ‎8.（2017·河南天一大联考，29）光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。下图为光呼吸和光合作用的关系图，请回答下列问题：‎ ‎（1）光合作用过程中，羧化反应发生的场所是　　　　（填具体部位）。分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为　　　　。光呼吸发生的条件是 ‎　　　　和低CO2含量等。‎ ‎（2）结合光合作用过程分析，图中五碳化合物主要来自　　　　（填过程）。研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自　　　　（填具体部位）。‎ ‎（3）科研人员利用玉米和大豆探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠对两者的增产效果。‎ ‎①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的　　　　结构，有利于提高　　　　。‎ ‎②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的　　　　来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠进入叶肉细胞　　　　（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。‎ ‎③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1 mmoL/L的亚硫酸氢钠溶液后，大豆释放氧气的量　　　　（填“增多”“减少”或“不变”），原因是_____________________________________________。‎ 答案　（1）叶绿体基质　叶绿体、线粒体（答不全不可）　光照、高O2含量　‎ ‎（2）三碳化合物的还原（或C3的还原）　叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜　‎ ‎（3）①垂直　光能的利用率（答案合理即可）　②空间结构　不需要　③增多　光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多 ‎9.（2017·福建省厦门市高三联考）金鱼藻为水生草本植物，生命力较强，适温性较广，常被用来作为实验研究的材料。图甲表示对金鱼藻光合作用速率的研究装置，图乙表示金鱼藻在夏季24 h内O2的吸收量和释放量（S1、S2、S3表示相应图形面积）。分析回答：‎ 图甲 图乙 ‎（1）图甲装置可用来探究　　　　　　对光合作用的影响，单位时间内氧气传感器读数的变化表示　　　　（填“总光合速率”或“净光合速率”）。‎ ‎（2）图乙中表示叶绿体吸收二氧化碳的区段是　　　　（用字母表示）。‎ ‎（3）图乙中，c点时产生还原剂氢的细胞器有___________，f～g段上升的主要原因是____________________________________________。‎ ‎（4）图乙中，若24 h内其他环境条件不变，金鱼藻最大光合速率为　　　　mg/h，一昼夜中有机物积累量为　　　　（用代数式表示）。‎ 解析　（1）图甲装置中，NaHCO3是二氧化碳的缓冲液，可以保证装置中的二氧化碳浓度不变，可用来探究光照、温度对光合作用的影响，装置中的金鱼藻同时进行光合作用和细胞呼吸，单位时间内氧气传感器读数的变化表示净光合速率。（2）图乙中表示叶绿体吸收二氧化碳的区段，即产生氧气的区段对应图中的ad和eh。（3）图乙中，c点时光合速率等于有氧呼吸速率，此时产生还原剂氢的细胞器有叶绿体和线粒体，f～g段上升的主要原因是光照增强。（4）图乙可知，细胞呼吸速率是10 mg/h，若24 h内其他环境条件不变，金鱼藻最大光合速率为75＋10＝85（mg/h），图中金鱼藻在一昼夜中有机物积累量为S1＋S3－S2。‎ 答案　（1）温度、光照　净光合速率　（2）ad和eh ‎（3）叶绿体和线粒体　光照增强　（4）85　S1＋S3－S2‎ 教师独具 ‎1.（2016·全国卷Ⅰ，30）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　　　　。‎ ‎（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 ‎　　　　（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_______________________________。‎ 解析　（1）甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光照强度低于a时，光合作用的限制因子是光照强度。（2）甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。（3）个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素（即低光照）引起，并非遗传物质改变所致。‎ 答案　（1）光照强度　（2）CO2浓度　（3）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的 ‎2.（2017·江西上高二中联考，5）如图为有关环境因素对植物光合作用影响的关系图，下列有关描述错误的是（　　）‎ A.图1中，若光照强度适当增强，A点左移，B点右移 B.图2中，若CO2浓度适当增大，A点左移，B点右移 C.图3中，A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多 D.图4中，当温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 解析　图1中A为CO2补偿点，B为CO2饱和点，若光照强度适当增强，则光合作用强度也随之增强，所以A点左移，B点右移；图2中，A为光补偿点，B为光饱和点，若CO2浓度适当增大，则光合作用强度也随之增强，所以A点左移，B点右移；图3中，在光照未达饱和时，限制光合作用的主要因素是光照强度，由于A点时CO2浓度比B点时的高，所以A点与B点相比，A点时叶绿体中C3含量相对较多；温度为25 ℃时，净光合量最多，当温度高于25 ℃时，呼吸作用增强，净光合量减少，但不能判断光合作用制造的有机物的量是否开始减少。‎ 答案　D