新2017高考生物一輪復習 第三單元 細胞的能量代謝 第11講 光合作用（Ⅱ）學案（含解析）北師大版

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1、 第11講 光合作用（Ⅱ） 考點一　光合作用與農業(yè) 1．影響光合作用的環(huán)境因素 (1)光照強度對光合速率的影響 A點：光照強度為0，只進行細胞呼吸； AB段：光合速率小于細胞呼吸速率； B點：光補償點(光合速率與細胞呼吸速率相等時的光照強度)； BC段：光合速率大于細胞呼吸速率； C點：光飽和點(光照強度達到C點后，光合速率不再隨光照強度增強而增強)。 (2)CO2濃度對光合速率的影響 圖1中A點表示CO2補償點，即光合速率等于呼吸速率時的CO2濃度，圖2中A′點表示進行光合作用所需CO2的最低濃度。B和B′點都表示CO2飽和點。 (3)溫度對光合作用的影響

2、 光合作用是在酶催化下進行的，溫度直接影響酶的活性。一般植物在10～35℃下正常進行光合作用，以25℃～30℃最為宜，其中AB段隨溫度的升高而逐漸加強，B點以后由于光合酶活性下降，光合作用開始下降，50℃左右光合作用停止。 (4)礦質元素對光合作用的影響 在一定濃度范圍內，增大必需礦質元素的供應，可提高光合速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高而導致植物光合速率下降。 2．提高光合作用效率的措施 (1)提高光合作用的效率，如使農田中保持良好的通風，增施有機肥料促進微生物的分解活動等都可以增加CO2濃度，從而提高光合速率。 (2)提高光能的利用率，如一年內巧妙搭配各種

3、作物，從時間和空間上更好地利用光能；合理密植可增加農田植物的綠色面積。 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (1)與夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照時間縮短(　×　) (2)生長于較弱光照條件下的植物，當提高CO2濃度時，其光合速率未隨之增加，主要限制因素是光反應(　√　) (3)延長光照時間能提高光合速率(　×　) (4)植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用(　×　) 2．說出光照強度、CO2濃度、溫度影響光合作用強度的原理。 提示　光照強度通過影響植物的光反應進而影響光合速率；CO2濃度是通過影響碳反應制約光合速率；溫度是通過影響酶的活性來影響光合作用

4、。 3．舉例說明光照強度、溫度、CO2濃度對光合速率的應用。 提示　(1)光照強度：間作套種時農作物的種類搭配；林間帶樹種的配置；冬季溫室栽培等。 (2)溫度：溫室栽培植物時，白天調到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當降低溫室內溫度，以降低細胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。 (3)CO2濃度：大田要“正其行，通其風”，多施有機肥；溫室內可適當補充CO2，即適當提高CO2濃度可提高農作物產量。 4．夏季連續(xù)陰天，大棚中作物提高產量應采取哪些措施？ 提示　白天適當增加光照，夜晚適當降溫，可以提高作物產量。 題組一　光照強度、CO2濃度、溫度等因素對光合速率的影響 1．

5、下圖表示光照強度和CO2濃度對某植物光合速率的影響。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．曲線中a點轉向b點時，葉綠體中C3濃度降低 B．曲線中d點轉向b點時，葉綠體中C5濃度升高 C．ab段影響光合速率的主要因素是光照強度 D．bc段影響光合速率的限制性因素可能是溫度等其他條件 答案　B 解析　a點轉向b點時，光反應增強能提供更多的還原氫和ATP用于C3的還原，故C3濃度會下降；d點轉向b點時二氧化碳濃度增加，會有更多的C5用于二氧化碳的固定，故C5濃度會下降；ab段表示隨光照強度的增強，光合速率增加，故光照是影響光合速率的主要因素；bc段光照強度已經飽和，溫度等成為光合速率的影

6、響因素。 2．下圖為某植物光合速率與環(huán)境因素之間的關系，請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖甲表示在光照弱的情況下，光合隨____________________的增加成正比增加，這種情況下，可以認為此時主要影響光合作用的________階段。 (2)從圖甲可見，光照強度超過某一強度時，光合速率不再增加，且有穩(wěn)定發(fā)展的趨勢，這種變化主要決定于__________，此時光合作用的____________階段受到限制。 (3)圖乙中C點表示光照強度為B時，是植物生長的______________，出現(xiàn)CD段的原因是________________________________。 (4)請

7、在圖甲中繪制50℃時植物光合速率變化的曲線。 (5)根據(jù)圖甲，在圖乙繪制光照強度為A時，不同溫度下光合速率變化曲線。 答案　(1)光照強度　光反應　(2)溫度　碳反應 (3)最適溫度　酶活性降低，光合作用速率降低 (4)如圖1　(5)如圖2 解析　光合速率受光照強度、溫度和CO2濃度等影響，本題只研究了光照強度和溫度對植物光合作用的影響，由甲圖可以看出，光照弱時，光合速率隨光照強度的增加而上升，此時外界條件主要影響光反應，而與溫度無關。而當光照強度超過某一值時，溫度又成了限制因素。由圖乙可以看出，在50℃時光合速率大于20℃而小于30℃，可在圖甲中相應畫出，由圖甲看出，在光照

8、強度為A時，光合速率與溫度變化無關，可在圖乙中相應畫出。 題組二　其他因素對光合速率的影響 3．如圖為桑葉光合速率隨土壤水分減少的日變化曲線圖，圖中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為降雨后第2、8、15天測得的數(shù)據(jù)。若光照強度的日變化相同，則據(jù)圖判斷不正確的是(　　) A．在水分充足時桑葉沒能出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象 B．曲線Ⅱ雙峰形成與光照強度的變化有關 C．導致曲線Ⅲ日變化的主要因素是土壤含水量 D．適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度 答案　C 解析　曲線Ⅰ為降雨后第2天(水分充足)測得的數(shù)據(jù)，曲線Ⅰ沒有出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，A項正確；曲線Ⅱ和曲線Ⅲ分別是降雨后第8天和第15天測得的數(shù)據(jù)，此時

9、土壤含水量減少，并都出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，即中午溫度高，為降低蒸騰作用，氣孔關閉，導致這種曲線變化的主要因素是光照強度，B項正確，C項錯誤；根據(jù)曲線Ⅰ可知，適時進行灌溉可以緩解桑葉“午休”程度，D項正確。 4．(2014·四川，6)將桑樹和大豆分別單獨種植(單作)或兩種隔行種植(間作)，測得兩種植物的光合速率如圖所示(注：光飽和點是光合速率達到最大值時所需的最低光照強度)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是(　　) A．與單作相比，間作時兩種植物的呼吸強度均沒有受到影響 B．與單作相比，間作時兩種植物光合作用的光飽和點均增大 C．間作雖然提高了桑樹的光合速率但降低了大豆的光合速率 D．大

10、豆植株開始積累有機物時的最低光照強度單作大于間作 答案　D 解析　A項，當光照強度為0時，植物只進行細胞呼吸，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，桑樹間作時的呼吸強度比單作時的大，大豆間作時的呼吸強度比單作時的小。B項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，與單作相比，間作時桑樹光合作用的光飽和點增大，大豆光合作用的光飽和點減小。C項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，在較低光照強度范圍內，大豆間作時的光合速率比單作時增強，在較高光照強度范圍內，大豆間作時的光合速率比單作時減弱。D項，由坐標圖中數(shù)據(jù)可知，單作時大豆開始積累有機物時的最低光照強度大于間作時的。 5．(2013·北京，29)為研究棉花去棉鈴(果實)后對葉片光合作用的影響，

11、研究者選取至少具有10個棉鈴的植株，去除不同比例棉鈴，3天后測定葉片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。結果如圖所示： (1)光合作用碳反應利用光反應產生的ATP和______，在________________中將CO2轉化為三碳糖，進而形成淀粉和蔗糖。 (2)由圖1可知，隨著去除棉鈴百分率的提高，葉片光合速率________。本實驗中對照組(空白對照組)植株的CO2固定速率相對值是________。 (3)由圖2可知，去除棉鈴后，植株葉片中____________增加。已知葉片光合產物會被運到棉鈴等器官并被利用，因此去除棉鈴后，葉片光合產物利用量減少，______________

12、__降低，進而在葉片中積累。 (4)綜合上述結果可推測，葉片中光合產物的積累會______光合作用。 (5)一種驗證上述推測的方法為：去除植株上的棉鈴并對部分葉片遮光處理，使遮光葉片成為需要光合產物輸入的器官，檢測______________葉片的光合產物含量和光合速率。與只去除棉鈴植株的葉片相比，若檢測結果是__________________________________________，則支持上述推測。 答案　(1)NADPH　葉綠體基質　(2)降低　28　(3)淀粉和蔗糖含量　輸出量　(4)抑制　(5)未遮光　光合產物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相對值)增大

13、 解析　(1)光合作用光反應可為碳反應提供NADPH和ATP，并在葉綠體基質中將CO2轉化為三碳糖，進而形成淀粉和蔗糖。(2)由圖1信息知，隨著去除棉鈴百分率的提高，葉片固定CO2能力明顯降低；對照組(未摘除棉鈴)植株CO2固定速率的相對值應為“去除棉鈴百分率為0”時的CO2固定值即“28”。(3)由圖2可知，去除棉鈴后，植株葉片中淀粉和蔗糖含量增加；由題干信息知葉片光合產物“被運到棉鈴中被利用”，故除去棉鈴后，葉片光合產物輸出量降低，從而導致相應產物在葉片中積累。(4)綜合圖1、圖2相關信息可知，葉片中光合產物積累將明顯降低CO2固定速率，即抑制光合作用。(5)該驗證實驗中，去除植株上的棉

14、鈴，使“遮光葉片成為需要光合產物輸入的器官”，則未遮光葉片光合作用產物會不斷轉運至遮光葉片中，從而導致未遮光葉片中蔗糖和淀粉含量下降，進而解除產物積累對光合速率的抑制，因此，通過檢測未遮光葉片的光合產物含量和光合速率，倘若與只去除棉鈴植株的葉片相比，檢測結果為CO2固定速率相對值增大，則可支持相關推測。 1．多因子對光合速率影響的分析 P點：限制光合速率的因素應為橫坐標所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光合速率不斷提高。 Q點：橫坐標所表示的因子不再影響光合速率，要想提高光合速率，可適當提高圖中的其他因子。 2．關于環(huán)境因素影響光合速率的兩點提醒 (1)溫度改變對光合作用強度

15、的影響：當溫度改變時，不管是光反應還是碳反應都會受影響，但主要是影響碳反應，因為參與碳反應的酶的種類和數(shù)量都比參與光反應的多。 (2)CO2濃度對光合作用強度的影響：CO2濃度很低時，光合作用不能進行，但CO2濃度過高時，會抑制植物的細胞呼吸，進而影響光合作用強度。 考點二　光合作用與細胞呼吸的關系及綜合應用 1．光合作用與有氧呼吸的區(qū)別 項目 光合作用 有氧呼吸 物質變化 無機物合成有機物 有機物被分解成無機物 能量變化 光能→穩(wěn)定的化學能 穩(wěn)定的化學能→熱能、ATP中活躍的化學能 實質 合成有機物，儲存能量 分解有機物、釋放能量，供細胞利用 場所 主要

16、是葉綠體 胞質溶膠和線粒體 條件 只在光下進行 時刻都能進行 2.光合作用與有氧呼吸的聯(lián)系 (1)物質方面 (2)能量方面 3．在不同的光照條件下，光合速率與呼吸速率的計算 (1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。 (2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)值表示凈光合速率。 (3)真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下： ①光合作用產生的O2量＝實測的O2釋放量＋細胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量＝實測的CO2吸收量＋細胞呼吸釋放的CO2量。 ③光合作用產生的

17、葡萄糖量＝葡萄糖的積累量(增重部分)＋細胞呼吸消耗的葡萄糖量。 [診斷與思考] 1．判斷下列說法的正誤 (1)在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是類囊體膜和線粒體內膜(　×　) (2)CO2的固定過程發(fā)生在葉綠體中，C6H12O6分解成CO2的過程發(fā)生在線粒體中(　×　) (3)光合作用過程中光能轉變成化學能，細胞呼吸過程中化學能轉變成熱能和ATP(　×　) (4)凈光合速率長期為零時會導致幼苗停止生長(　√　 ) (5)適宜光照下，植物吸收CO2的總量等于固定的CO2的總量(　×　) 2．在葉肉細胞中，CO2的固定和產生場所分別是什么？ 提示　葉綠體基質、線粒體基質。

18、 3．葉綠體吸收CO2的量屬于總光合作用還是凈光合作用？ 提示　總光合作用。 題組一　光合作用與細胞呼吸的過程判斷 1．(2014·天津，2)下圖是細胞中糖類合成與分解過程示意圖。下列敘述正確的是(　　) (CH2O)＋O2CO2＋H2O＋能量 A．過程①只在線粒體中進行，過程②只在葉綠體中進行 B．過程①產生的能量全部儲存在ATP中 C．過程②產生的(CH2O)中的氧全部來自H2O D．過程①和②中均能產生[H]，二者還原的物質不同 答案　D 解析　過程①②分別是有氧呼吸、光合作用。A項，在有線粒體的真核生物細胞中，過程①發(fā)生的場所是胞質溶膠和線粒體，過程②只發(fā)生在

19、葉綠體中，而在原核細胞中，過程①②都發(fā)生在胞質溶膠中。B項，過程①通過有氧呼吸氧化分解有機物，釋放的能量一部分以熱能形式散失，一部分轉移至ATP中。C項，過程②產生的(CH2O)中的氧全部來自CO2，而不是來自H2O，H2O中的氧在光反應過程中通過水的光解產生O2。D項，過程①的第一、二階段產生的[H]，用于第三階段還原O2，生成H2O；過程②通過光反應產生的[H]，用于碳反應還原C3，因此二者還原的物質不同。 2．下圖是綠色植物體內能量供應及利用的示意圖，下列說法正確的是(　　) A．乙過程利用的ATP是由甲和丙過程共同提供的 B．乙中的ATP用于固定二氧化碳和還原三碳化合物 C

20、．甲、丙中合成ATP所需的能量來源不相同 D．丁中的能量可用于肌肉收縮、人的紅細胞吸收葡萄糖、興奮傳導等 答案　C 解析　從圖中發(fā)生的變化可判斷，甲是光反應，乙是碳反應，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸產生的ATP不能用于光合作用的碳反應，A項錯誤；光反應過程中產生的ATP用于還原三碳化合物，B項錯誤；光反應合成ATP所需的能量來源于光能，而丙過程合成ATP所需的能量來自有機物中的化學能，C項正確；紅細胞吸收葡萄糖的方式是協(xié)助擴散，協(xié)助擴散需要載體蛋白但不消耗ATP，D項錯誤。 題組二　以葉綠體和線粒體為載體分析光合作用和細胞呼吸 3．如圖為某植物細胞部分結構示意圖，據(jù)圖分析

21、，下列四項敘述中，正確的是(　　) A．a、b箭頭表示的是O2進出細胞的過程 B．e、f箭頭表示的是CO2進出細胞的過程 C．以C18O2作原料進行光合作用，在較強光照下，測得含18O的呼吸作用產物的主要去向是圖中的d D．以HO作原料進行光合作用，在較強呼吸作用下，測得含18O的光合作用產物的主要去向是圖中的b 答案　C 解析　a表示葉綠體吸收CO2，b表示葉綠體釋放O2，e表示線粒體吸收O2，f表示線粒體釋放CO2，c表示葉綠體產生的O2被線粒體利用，d表示線粒體產生的CO2被葉綠體利用。以C18O2作原料進行光合作用，18O的轉移途徑為C18O2→有機物→C18O2，在較

22、強光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸產物C18O2主要被葉綠體利用，即主要去向是圖中的d。以HO作原料進行光合作用，18O全部生成氧氣，在較強呼吸作用下，氧氣主要被線粒體利用，進行有氧呼吸，即主要去向是圖中的c。 4．如圖為植物的某個葉肉細胞中兩種膜結構及其上發(fā)生的生化反應模式圖。下列有關敘述正確的是(　　) A．圖1、2中的兩種生物膜依次存在于線粒體和葉綠體中 B．圖1中的[H]來自水，圖2中的[H]來自丙酮酸 C．兩種生物膜除產生上述物質外，還均可產生ATP D．影響圖1、2中兩種膜上生化反應的主要外界因素分別是溫度和光照 答案　C 解析　根據(jù)題圖所示信息可判斷，

23、圖1所示是葉綠體的類囊體膜，其上進行的是光合作用的光反應，圖示生化反應是水的光解，[H]來自水。圖2所示是線粒體內膜，其上進行的是有氧呼吸的第三階段，[H]來自葡萄糖、丙酮酸和H2O。 題組三　總光合速率、凈光合速率與呼吸速率的判斷及相關計算 5．以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是(　　) A．光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等 B．光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多 C．溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少 D．其他條件不變，光照強度適當增強

24、時，兩曲線的交點將向左下方移動 答案　A 解析　分析題意與圖像可知，圖中的虛線代表凈光合作用，實線代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有機物總量(真光合作用量)＝呼吸作用消耗的有機物量(呼吸量)＋有機物的凈積累量(凈光合作用量)，即某溫度下圖中實線所對應的量加上虛線所對應的量就是真光合作用量。讀取圖中20℃、25℃、30℃、35℃等溫度下對應的CO2的吸收量與釋放量，根據(jù)上面的等式關系可以推斷出：光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃時相等；光照相同時間，在25℃條件下植物積累的有機物的量最多；溫度高于25℃時，有機物的凈積累量開始減少；兩曲線的交點表示某溫度時，有機物的

25、凈積累量與呼吸作用消耗的有機物的量相等，當其他條件不變，光照強度適當增強時，凈光合作用量增大，兩曲線的交點將向右上方移動。 6．植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強度的影響。如圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合速率。下列有關說法不正確的是(　　) A．在a點所示條件下，該植物的葉肉細胞內能夠產生ATP的部位是線粒體 B．該植物葉片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2葉·小時) C．在一晝夜中，將該植物葉片置于c點所示光照強度條件下11小時，其余時間置于黑暗中，則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mg D．已知該植物光合

26、作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃。若將溫度提高到30℃的條件下(原光照強度和CO2濃度不變)，則圖中b點將右移，c點將下移 答案　A 解析　由題圖可知，在a點該植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用，所以在a點所示條件下，該植物的葉肉細胞內能夠產生ATP的部位是胞質溶膠和線粒體。將該植物葉片置于c點所示光照強度條件下11小時，每100cm2葉片CO2的凈吸收量為10×11＝110(mg)；其余時間置于黑暗中，每100cm2葉片CO2的釋放量為5×13＝65(mg)，故每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為110－65＝45(mg)。若將溫度升高到30℃，則細胞呼吸強度會增大，

27、光合作用強度會減小，故b點將右移，c點將下移。 7．如圖表示在不同溫度下，測定某植物葉片重量變化情況(均考慮為有機物的重量變化)的操作流程及結果，據(jù)圖分析回答問題： (1)由圖分析可知，該植物的呼吸速率可表示為______，光合速率可表示為________。在13～16℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強度________(增強、減弱、不變)，實際光合作用的強度________(增強、減弱、不變)。 (2)恒定在上述________℃溫度下，維持10小時光照，10小時黑暗，該植物葉片增重最多，增重了________mg。 答案　(1)X　Y＋2X　增強　增強　(2)14　30 解析

28、　(1)呼吸速率可用單位時間內有機物的減少量來表示，所以是X。凈光合速率可用單位時間內有機物的積累量來表示，而總光合速率還要加上呼吸消耗有機物的量，所以是Y＋2X。在13～16℃之間，隨著溫度的升高，呼吸作用強度逐漸很明顯在逐漸增強，光合作用強度也在逐漸增強。(2)單位時間的凈光合作用的積累量是Y＋X,10小時的積累量是10(Y＋X)，再黑暗10小時，只有細胞呼吸，消耗的有機物的量是10X，經過10小時光照，10小時黑暗，剩余的有機物的量是10Y，據(jù)此題圖可知在14℃時，增重最多，增加的量是30mg。 題組四　光合作用與細胞呼吸的“關鍵點”移動 8．已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫

29、度分別為25℃和30℃，如圖表示30℃時光合作用與光照強度的關系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應點a、b、d的移動方向分別是(　　) A．下移、右移、上移 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 答案　C 解析　圖中a、b、d三點分別表示細胞呼吸強度、光補償點和在光飽和點時的光合作用強度。由題干“光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃”可知，當溫度從30℃降到25℃時，細胞呼吸強度降低，a點上移；光合作用強度增強，所以光飽和點(d點)時吸收的CO2增多，d點上移。b點表示光合作用強度＝細胞呼吸強度，在25℃時

30、細胞呼吸作用強度降低，光合作用強度增強，在除光照強度外其他條件不變的情況下要使其仍然與細胞呼吸強度相等，需降低光照強度以使光合作用強度與細胞呼吸強度相等，即b點左移。 9．如圖曲線表示在適宜溫度、水分和一定的光照強度下，甲、乙兩種植物葉片的CO2凈吸收速率與CO2濃度的關系。下列分析正確的是(　　) A．CO2濃度大于a時，甲才能進行光合作用 B．適當增加光照強度，a點將左移 C．CO2濃度為b時，甲、乙總光合作用強度相等 D．甲、乙光合作用強度隨CO2濃度的增大而不斷增強 答案　B 解析　對于甲植物而言，a點時CO2凈吸收速率為0，說明此時光合作用強度等于呼吸作用強度，故在

31、a點之前，甲植物已經開始進行光合作用；適當增加光照強度，光合速率增大，a點將左移；CO2濃度為b時，甲、乙的凈光合作用強度相等，而總光合作用強度＝凈光合作用強度＋呼吸作用強度，由圖可知，甲的呼吸作用強度大于乙，故b點時，甲的總光合作用強度大于乙；在一定范圍內隨CO2濃度的增大，甲、乙的光合作用強度逐漸增強，超過這一范圍，隨CO2濃度的增大，光合作用強度不再增強。 題組五　以圖、表、曲線為載體綜合分析光合作用與細胞呼吸 10．圖甲表示水稻的葉肉細胞在光照強度分別為A、B、C、D時，單位時間內CO2釋放量和O2產生總量的變化。圖乙表示藍細菌光合速率與光照強度的關系，下列說法正確的是(　　)

32、 A．圖甲中，光照強度為B時，光合速率等于呼吸速率 B．圖甲中，光照強度為D時，單位時間內細胞從周圍吸收2個單位的CO2 C．圖乙中，當光照強度為X時，細胞中產生ATP的場所有胞質溶膠、線粒體和葉綠體 D．圖乙中，限制E、F、G點光合作用速率的因素主要是光照強度 答案　B 解析　分析甲圖可知，光照強度為B時，CO2釋放量和O2產生總量相等，都為3單位，細胞呼吸釋放的CO2首先供應葉綠體進行光合作用，剩余部分釋放到外界，說明此時細胞呼吸大于光合作用，A項錯誤；光照強度為D時，水稻葉肉細胞光合速率大于細胞呼吸速率，光照強度為A時，CO2釋放量即為呼吸速率，則光照強度為D時，O2產生總量

33、為8單位，需要消耗的CO2也為8單位，所以單位時間內需從外界吸收CO2為2單位，B項正確；圖乙中所示生物為藍細菌，藍細菌不含線粒體和葉綠體，C項錯誤；圖乙中，限制G點光合作用速率的因素不是光照強度，可能是二氧化碳濃度及溫度等，D項錯誤。 11．將某種大小相同的綠色植物葉片在不同溫度下分別暗處理1h，測其重量變化，立即光照1h，再測其重量變化。結果如下表： 組別 1 2 3 4 溫度(℃) 25 27 29 31 暗處理后質量變化(mg) －1 －2 －3 －1 光照后與暗處理前質量變化(mg) ＋3 ＋3 ＋3 ＋1 分析表中數(shù)據(jù)可判定(　　) A

34、．光照的1h時間內，第4組合成葡萄糖總量為2mg B．光照的1h時間內，第1、2、3組釋放的氧氣量相等 C．光照的1h時間內，四組光合作用強度均大于呼吸強度 D．呼吸酶的最適溫度是29℃ 答案　C 解析　從表中數(shù)據(jù)可知，光照1h，質量變化分別為4mg、5mg、6mg、2mg，可知光合速率均大于呼吸速率，每組釋放的氧氣量均不相等，每組合成的葡萄糖總量分別為5mg、7mg、9mg、3mg，A、B項錯誤，C項正確；暗處理1h，其質量變化反映了呼吸強度，可知四組溫度中29℃是適宜溫度，但由于實驗組別少，不能確定最適溫度，D項錯誤。 題組六　光合速率與呼吸速率的常用測定方法 12．某轉基因

35、作物有很強的光合作用能力。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合速率測試的研究課題，設計了如圖所示裝置。請你利用這些裝置完成光合速率的測試實驗，并分析回答有關問題： (1)先測定植物的呼吸速率，方法步驟如下： ①甲、乙兩裝置的D中都放入______________，裝置乙作為對照。 ②將甲、乙裝置的玻璃鐘罩進行________處理，放在溫度等相同且適宜的環(huán)境中。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。 (2)測定植物的凈光合速率，方法步驟如下： ①甲、乙兩裝置的D中放入_______________________________________

36、______。 ②把甲、乙裝置放在__________________________________________________。 ③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置中紅墨水滴移動的方向和距離。 (3)實驗進行30分鐘后，記錄的甲、乙裝置中紅墨水滴移動情況如下表： 實驗30分鐘后紅墨水滴移動情況 測定植物呼吸速率 甲裝置 ______(填“左”或“右”)移1.5cm 乙裝置 右移0.5cm 測定植物凈光合速率 甲裝置 ________(填“左”或“右”)移4.5cm 乙裝置 右移0.5cm (4)假設紅墨水滴每移動1cm，植物體內的葡萄糖增加或減少1g

37、，那么該植物的呼吸速率是_______g/h；白天光照15h，一晝夜葡萄糖的積累量是_________g(不考慮晝夜溫差的影響)。 答案　(1)①NaOH溶液?、谡诠狻?2)①NaHCO3溶液，裝置乙作為對照?、诠庹粘渥?、溫度等相同且適宜的環(huán)境中　(3)左　右　(4)4　84 解析　要測光合速率必須先測呼吸速率，在測呼吸速率時一定要將實驗裝置置于黑暗條件下，使植物只進行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃鐘罩內的CO2，植物進行呼吸作用消耗一定量的O2，釋放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根據(jù)一定時間內玻璃鐘罩內氣體體積的減少量即可計算出呼吸速率。在測定凈光合速率時要滿足光合作用所需

38、的條件：充足的光照、一定濃度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用過程中消耗一定量CO2，產生等量O2，而NaHCO3溶液可保證裝置內CO2濃度的恒定，因此，玻璃鐘罩內氣體體積的變化只受O2釋放量的影響，而不受CO2氣體減少量的影響。對照實驗裝置乙中紅墨水滴右移是環(huán)境因素(如氣壓等)對實驗產生影響的結果。實驗裝置甲同樣也受環(huán)境因素的影響，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃鐘罩內氣體體積的改變量，即該植物的呼吸速率為1.5＋0.5＝2(g/半小時)；凈光合速率為4.5－0.5＝4(g/半小時)，白天光照15h的凈光合作用量是(4×2)×15＝120(g)，一晝夜葡萄糖的積累量是15h的光

39、合作用實際生產量減去24h的呼吸作用消耗量，等同于15h的凈光合作用量減去9h的呼吸作用消耗量，即120－4×9＝84(g)。 13．取某種植物生長狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器將葉片打出若干圓片，圓片平均分成甲、乙、丙三組。甲組立即烘干處理并測得圓片干重為A，乙組保持濕潤且置于一個黑暗密閉裝置內，丙組保持濕潤且置于一個密閉裝置內并給予適宜強度的光照。乙組和丙組其他條件一致，一小時后，測得乙裝置內圓片干重為B，丙裝置內圓片干重為C。下列敘述正確的是(　　) A．C－A為圓片葉肉細胞一小時內的真正光合速率 B．C－B為圓片葉肉細胞一小時內的凈光合速率 C．A－B為圓片葉肉細胞一小時內的呼吸

40、速率 D．實驗過程中，乙組圓片葉肉細胞呼吸速率保持恒定 答案　C 解析　C－A為圓片葉肉細胞一小時內的凈光合速率；C－B為圓片葉肉細胞一小時內的真正光合速率；A－B為圓片葉肉細胞一小時內的呼吸速率；乙裝置隨著O2濃度下降，葉肉細胞呼吸速率也下降。 14．用等體積的三個玻璃瓶甲、乙、丙，同時從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿水樣，立即測定甲瓶中的氧氣含量，并將乙、丙瓶密封后沉回原處。一晝夜后取出玻璃瓶，分別測定兩瓶中的氧氣含量，結果如下(不考慮化能合成作用)。有關分析合理的是(　　) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9mg 5.6mg 3.8mg A.丙瓶

41、中浮游植物的細胞產生[H]的場所是線粒體內膜 B．在一晝夜內，丙瓶生物細胞呼吸消耗的氧氣量約為1.1mg C．在一晝夜后，乙瓶水樣的pH比丙瓶的低 D．在一晝夜內，乙瓶中生產者實際光合作用釋放的氧氣量約為1.1mg 答案　B 解析　本實驗中氧氣含量甲瓶－丙瓶＝1.1mg，可表示一晝夜丙瓶中生物細胞呼吸量，乙瓶－甲瓶＝0.7mg，可表示一晝夜乙瓶中生物凈產生的氧氣量，因此乙瓶中生產者實際光合作用釋放的氧氣量＝1.1mg＋0.7mg＝1.8mg，B正確，D錯誤。丙瓶中浮游植物的細胞產生[H]的場所有胞質溶膠、線粒體基質，A錯誤。一晝夜后，乙瓶水樣中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶

42、中只進行細胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水樣的pH比丙瓶的高，C錯誤。 1．[H]、ATP來源、去路的比較 比較項目 來源 去路 [H] 光合作用 光反應中水的光解 作為碳反應階段的還原劑，用于還原C3合成有機物等 有氧呼吸 第一、二階段產生 用于第三階段還原氧氣產生水，同時釋放大量能量 ATP 光合作用 在光反應階段合成ATP，其合成所需能量來自色素吸收、轉換的太陽能 用于碳反應階段C3還原時的能量之需，以穩(wěn)定的化學能形式儲存在有機物中 有氧呼吸 第一、二、三階段均產生，其中第三階段產生最多，能量來自有機物的分解 作為能量直接用于各項生命活動

43、 2.光合作用與細胞呼吸之間的氣體變化 下列為葉肉細胞內線粒體與葉綠體之間的氣體變化圖示，據(jù)圖判斷生理過程。 圖①：表示黑暗中，只進行細胞呼吸； 圖②：表示呼吸速率＞光合速率； 圖③：表示呼吸速率＝光合速率； 圖④：表示呼吸速率＜光合速率。 3．凈光合速率和總光合速率的判定方法 (1)若為坐標曲線形式，當光照強度為0時，CO2吸收值為0，則該曲線表示總(真)光合速率，若CO2吸收值為負值，則該曲線表示凈光合速率。 (2)若所給數(shù)值為有光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。 (3)有機物積累量為凈光合速率，制造量為總(真)光合速率。 4．光合作用、細胞呼吸曲線中關鍵點

44、的移動 CO2(或光)補償點和飽和點的移動方向：一般有左移、右移之分，其中CO2(或光)補償點B是曲線與橫軸的交點，CO2(或光)飽和點C則是最大光合速率對應的CO2濃度(或光照強度)，位于橫軸上。 (1)呼吸速率增加，其他條件不變時，CO2(或光)補償點B應右移，反之左移。 (2)呼吸速率基本不變，相關條件的改變使光合速率下降時，CO2(或光)補償點B應右移，反之左移。 (3)陰生植物與陽生植物相比，CO2(或光)補償點和飽和點都應向左移動。 5．利用裝置圖法測定植物光合速率與呼吸速率 (1)裝置中溶液的作用：在測細胞呼吸速率時，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在測凈光

45、合速率時，NaHCO3溶液可提供CO2，保證了容器內CO2濃度的恒定。 (2)測定原理 ①甲裝置在黑暗條件下植物只進行細胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了細胞呼吸產生的CO2，所以單位時間內紅色液滴左移的距離表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 ②乙裝置在光照條件下植物進行光合作用和細胞呼吸，由于NaHCO3溶液保證了容器內CO2濃度的恒定，所以單位時間內紅色液滴右移的距離表示植物的O2釋放速率，可代表凈光合速率。 ③真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 (3)測定方法 ①將植物(甲裝置)置于黑暗中一定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算呼吸速率。 ②將同一植物(乙裝置)置于光下一

46、定時間，記錄紅色液滴移動的距離，計算凈光合速率。 ③根據(jù)呼吸速率和凈光合速率可計算得到真正光合速率。 (4)物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據(jù)紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。 知識網(wǎng)絡　答題語句 網(wǎng)絡構建 要語強記 1．光照強度：直接影響光反應的速率，光反應產物NADPH和ATP的數(shù)量多少會影響碳反應的速率。 2．溫度：影響光合作用過程，特別是影響碳反應中酶的催化效率，從而影響光合速率。 3．CO2濃度：是碳反應的原料，CO2濃度高低直接影響光合速率。 4．礦質元素：直接或間接影響光合作

47、用。例如氮、鎂、鐵等是合成葉綠素所必需的礦質元素，鉀、磷等參與糖類代謝，氮對酶的含量有影響，磷是ATP的組成成分。 5．光合速率與呼吸速率的關系：(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示呼吸速率。(2)綠色植物組織在有光的條件下，光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)值表示凈光合速率。(3)真光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。 探究高考　明確考向 1．(2014·新課標Ⅱ，6)關于光合作用和呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　) A．磷酸是光反應中合成ATP所需的反應物 B．光合作用中葉綠素吸收光能不需要酶的參與 C．人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供 D．病毒核酸的復制需要宿

48、主細胞的呼吸作用提供能量 答案　C 解析　A項，光合作用的光反應中有ATP的合成，需要原料ADP和磷酸。B項，光合作用中葉綠素吸收并轉化光能的過程與酶的催化作用無關。C項，乳酸是無氧呼吸的產物，在人體內不能繼續(xù)分解供能，人體在劇烈運動時所需的能量是由葡萄糖分解提供的。D項，病毒無獨立的代謝系統(tǒng)，病毒核酸的復制所需要的能量由宿主細胞的呼吸作用提供。 2．(2014·安徽，29Ⅰ)某課題小組研究紅光與藍光對花生幼苗光合作用的影響，實驗結果如圖所示。(注：氣孔導度越大，氣孔開放程度越高) (1)與15d幼苗相比，30d幼苗的葉片凈光合速率____________。與對照組相比，___

49、_____光處理組的葉肉細胞對CO2的利用率高，據(jù)圖分析，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)葉肉細胞間隙CO2至少需要跨________層磷脂雙分子層才能到達CO2固定的部位。 (3)某同學測定30d幼苗的葉片葉綠素含量，獲得紅光處理組的3個重復實驗數(shù)據(jù)分別為2.1mg·g－1、3.9mg·g－1和4.1mg·g－

50、1。為提高該組數(shù)據(jù)的可信度，合理的處理方法是________________________________________________________________________。 答案　(1)高　藍　藍光促進了氣孔開放，CO2供應充分，碳反應加快　(2)3　(3)隨機取樣進行重復測定 解析　(1)由圖分析可知，30d幼苗的CO2吸收量和氣孔導度都比15d幼苗大，說明30d幼苗的葉片光合作用強度比15d幼苗大，凈光合速率高。與自然光相比，藍光組氣孔導度大，CO2供應充分，碳反應加快，葉肉細胞對CO2的利用率高。(2)CO2固定的部位是葉綠體基質，因此葉肉細胞間隙的CO2至少需要穿

51、過細胞膜、葉綠體外膜和內膜(共3層膜，即3層磷脂雙分子層)才能到達CO2固定的部位。(3)30d幼苗的葉片葉綠素含量在紅光處理組的3個重復實驗數(shù)據(jù)的差異是由實驗誤差造成的，為了減小誤差，提高該組數(shù)據(jù)的可信度，可以隨機取樣進行重復測定，并取平均值作為實驗的最終結果。 3．(2015·江蘇，27)為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種(對照)葉片的凈光合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如下圖所示。請回答下列問題： (1)圖1的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在__________________相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積_

52、_______的釋放量。 (2)光合作用過程中，CO2與C5結合生成________，消耗的C5由_______經過一系列反應再生。 (3)由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其主要原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產生更多的______________；另一方面是其蛋白質含量較高，含有更多的______________________。 (4)栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最可能的生理原因是________________________________________________________________________ _______

53、_______________________。 答案　(1)光照強度、CO2濃度　O2　(2)C3　C3 (3)NADPH和ATP　參與光合作用的酶　(4)P2光合作用能力強，但向籽實運輸?shù)墓夂袭a物少 解析　(1)凈光合速率可采用葉齡一致的葉片，在光照強度、CO2濃度相同的實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積O2的釋放量或干物質的增加量或密閉條件下CO2的消耗量。 (2)碳反應過程中CO2被C5固定生成C3，消耗的C5由C3經過還原再生。(3)P1的葉片光合作用能力最強，主要原因有其葉綠素含量較高，光反應強；參與光合作用的酶含量高，利于碳反應的進行。 (4)P2植株干重顯著大于對照組

54、，籽實產量不高，最可能的生理原因是光合作用產物更多地積累在莖稈等營養(yǎng)器官，向籽實運輸?shù)纳佟? 4．(2014·江蘇，31)為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養(yǎng)至指數(shù)生長期，并以此為材料，測定了藻細胞在不同條件下的凈光合速率(Pn)。圖1為光合放氧測定裝置的示意圖；圖2是不同NaHCO3濃度(pH8.5,25℃)條件下測得的Pn曲線圖。請回答下列問題： (1)通過變換圖1中光源，可研究________、__________對光合作用的影響。 (2)在測定不同光照對Pn的影響時，如不精確控制溫度，則測得的光照與Pn的關系____________(填“呈正相關”、“呈負相關”或“難以

55、確定”)。 (3)由于弱堿性的藻培養(yǎng)液中游離CO2濃度很低，藻光合作用主要通過胞內碳酸酐酶(CA)分解水中的HCO獲得CO2。圖2中達到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為____________；在更高NaHCO3濃度下，Pn不再增加的主要原因有__________________、______________。 (4)培養(yǎng)基中的HCO與CO之間的離子平衡與pH有關，堿性條件下pH越高，HCO越少，CO越多，而CO幾乎不能被該藻利用。在測定不同pH(7.0～10.0)對光合作用的影響時，導致Pn發(fā)生變化的因素有______________________、_________________

56、_____。 答案　(1)光強　光質　(2)難以確定　(3)120mg·L－1 達到了CO2飽和點　CA量有限　(4)CO2(或HCO)供應量不同　CA(細胞)活性變化 解析　(1)可調光源可通過調節(jié)改變光照強度、光質(光的波長)等，因此可用來研究光照強度和光質對光合作用的影響。(2)本實驗中溫度屬于無關變量，應保持相同且適宜。溫度過高或過低都會影響酶的活性，從而影響光合作用，導致難以確定光照對Pn的影響。(3)由圖可以看出，達到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為120mg·L－1，在更高NaHCO3濃度下Pn值不再增加，可能是由于達到了CO2飽和點，或者是胞內的CA量有限，不能分解水中的HCO獲得CO2。(4)根據(jù)題中信息分析，pH在7.0～10.0時，一方面會影響HCO分解產生CO2，從而影響Pn；另一方面pH也會影響細胞中CA的活性，從而影響Pn。 22