【创新方案】2013版高考生物二轮复习 第一部分 专题5 影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用 新人

1专题5影响光合作用和细胞呼吸的因素及应用1．影响光合作用的环境因素有光照、CO2浓度、温度、矿质元素和水等。2．光、CO2浓度、温度分别通过影响光反应、暗反应、相关酶的活性影响光合作用整个过程。3．影响呼吸作用的外界因素主要有温度、O2浓度、水分等。4．O2抑制细胞无氧呼吸，促进细胞有氧呼吸。1．(2012·山东高考)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是()A．甲植株在a点开始进行光合作用B．乙植株在e点有机物积累量最多C．曲线b­c段和d­e段下降的原因相同D．两曲线b­d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭[命题立意]本题主要考查环境因素对植物光合速率的影响。[知识依托]①夏季一天24小时光的有无及光照强度变化对光合作用有影响。②光合“午休”出现的原因是气孔关闭，导致CO2供应不足。③光合作用大于呼吸作用时，才有有机物的积累。[解析]选D图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点；图中6～18时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大；曲线b­c段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，导致细胞内能利用的CO2减少，d­e段下降的原因是光照强度减弱。2．(2012·福建高考)下列有关豌豆的叙述，正确的是()A．萌发初期，种子的有机物总重量增加B．及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害C．进入夜间，叶肉细胞内ATP合成停止D．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多2[命题立意]本题主要考查细胞代谢及影响光合作用和细胞呼吸作用的因素。[知识依托]①种子萌发初期的营养供应来自于种子本身胚或胚乳贮藏的有机物分解。②排涝避免根系进行无氧呼吸产生酒精，造成毒害。③细胞呼吸和光合作用过程中均能合成ATP。[解析]选B选项A，萌发初期，种子的有机物总重量减少；选项B，植物根系长期被水淹，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，因此及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害；选项C，进入夜间，叶肉细胞不能进行光合作用，但仍能通过呼吸作用产生ATP；选项D，叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，叶片黄化，叶绿素a、b含量减少，叶绿体对红光的吸收减少。3．(2012·广东高考)荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表：叶片发育时期叶面积(最大面积的%)总叶绿素含量(mg/g·fw)气孔相对开放度(%)净光合速率(μmolCO2/m2·s)A新叶展开前19－－－2.8B新叶展开中871.1551.6C新叶展开完成1002.9812.7D新叶已成熟10011.11005.8注：“－”表示未测数据。(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②__________________，导致____________。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累________；D的叶肉细胞中，ATP含量将________。(3)与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是________。(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是___________________________________________的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________________。[命题立意]本题主要考查光合作用原理及影响光合作用的外界因素。[知识依托]①影响光合作用速率的外界因素主要有光照、温度和CO2浓度等。②净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率。③合成生长素的部位是幼嫩的分生区细胞，衰老细胞合成生长素的能力较弱。④从细胞角度分析，植物器官生长是由于细胞分裂、细胞分化的结果。[解析](1)B组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收3不足；气孔相对开放度较低，导致CO2吸收不足，从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的容器内氧气耗尽，叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；D的容器内CO2浓度下降，暗反应减弱，消耗的ATP减少，叶肉细胞中ATP含量增加。(3)生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与A相比，D合成生长素的能力弱；D的叶绿素含量高于C，与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上，故D的基粒数量多于C。(4)叶片发育的过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大；由同一细胞发育而来的各种细胞，其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。[答案](1)气孔相对开放度较低CO2吸收不足(2)酒精增加(3)较低类囊体(基粒)(4)细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加)基因的选择性表达4．(2012·浙江高考)某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如下图所示。请回答：(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是________的原料，又是光合产物在植物体内________的主要介质。(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是________点，其主要原因是____________________________。(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是________________。此时类囊体结构破坏，提供给碳反应的________减少。(4)生产实践中，可适时喷施植物激素中的________，起到调节气孔开度的作用。[命题立意]本题主要考查影响光合作用的因素。[知识依托]①水是光合作用的原料，水分不足影响光合作用进行。②光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应ATP合成提供ADP和Pi，二者密切联系，相互影响。③脱落酸具有调节气孔开度作用。[解析](1)植物体内缺少水分时光合速率下降，因为水是光合作用的原料，也是生物体内物质运输的主要介质，光合产物的运输也离不开水。(2)A点和B点相比，A点水分供应充足，气孔开度高，二氧化碳充足，光合速率大；而B点缺少水分，气孔开度低，二氧化碳的吸收少，光合速率小，所以B点的光饱和点比A点的低。(3)叶片发黄的主要原因是停止4水分供应后，细胞代谢下降，叶绿素合成速率减慢甚至停止或叶绿素被分解。光反应在类囊体上进行，为碳反应提供ATP和NADPH。(4)调节植物生长发育的五大类激素中，脱落酸的作用之一是在植物失水时使气孔关闭，因此生产实践中可适时适量喷洒脱落酸，以起到调节气孔开度的作用。[答案](1)光合作用运输(2)B气孔开度降低，CO2吸收减少(答出一项即可)(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)NADPH和ATP(4)脱落酸1．从考查内容上看，主要集中在影响细胞呼吸、光合作用的因素上。2．从考查角度上看，多以曲线为信息载体将光合作用与细胞呼吸联系在一起，分析外界环境因素对二者的影响及其在生活生产中的应用。3．从命题趋势上看，预计2013年高考命题仍会联系生产生活实际，以图表曲线或实验探究分析的形式，考查光合作用与呼吸作用的关系及影响因素。影响光合作用的因素[例1](2012·重庆高考)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况，某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日，观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图(如下图)。(1)据图分析：①光合作用消耗ATP最快的时刻是________。根吸水能力最强的时刻是________。②直接引起蒸腾速率变化的生理指标是________；推测导致12：00时光合速率出现低谷的环境因素主要是________(填“光照”或“CO2”)。③在14：00时若适当提高CO2浓度，短时间内叶绿体中[H]含量的变化是________。(2)若该地土壤缺钙，一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是________(填“老叶”5或“幼叶”)。(3)假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地，与原产地长叶刺葵杂交不育，原因是地理隔离导致了________。[解析](1)光合速率最大时光合作用消耗ATP最快，即图示10：00；植物根吸水的主要动力是蒸腾作用产生的蒸腾拉力，故蒸腾速率最大的时刻就是根吸水能力最强的时刻，即图示12：00；由图可知，蒸腾速率与气孔导度呈现同步变化趋势，故直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔导度；由图可知，12：00时气孔导度出现峰值，说明此时CO2供应充足，所以此时导致光合速率出现低谷的环境因素主要是光照；在适当提高CO2浓度的条件下，光合作用的暗反应增强，对[H]的需求增加，故叶绿体内[H]含量下降。(2)钙元素在细胞中以稳定化合物的形式存在，故在土壤中缺钙的条件下，植物首先表现出缺乏症状的是幼叶。(3)若干年后的引种后代与原产地长叶刺葵杂交不育，说明形成了新物种；长期的地理隔离导致生殖隔离是新物种形成的一种常见形式。[答案](1)①10：0012：00②气孔导度光照③降低(2)幼叶(3)生殖隔离内、外因素对光合作用的影响影响光合作用的内部及外部因素是不断变化的，因此植物光合作用强度也经常变化。(1)影响光合作用的内部因素主要有叶片中叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性等。(2)影响光合作用的外界因素主要有光照强度、光质、温度、CO2浓度等。①一般而言，光照强度增加，光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同，在光照强度增加相同的情况下，光合作用强度的增强程度并不相同，并且当光照强度增加到一定值时，光合作用强度不再增加。②温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应中酶的催化活性，因此也会影响光合作用强度。实验结论的分析往往借助温度对酶活性的影响规律。③二氧化碳是光合作用的原料之一，因此CO2的含量直接影响光合强度，在一定浓度范围内，增加CO2浓度，光合作用强度增加。1．分析甲、乙、丙三图，下列说法错误的是()6A．图乙中，若光照强度相同，在t3时植物净光合作用量最大B．若图丙代表两类色素的吸收光谱，则f代表叶绿素C．用塑料大棚种植蔬菜时，应选用无色透明的塑料薄膜D．图甲中，若其他条件适宜，光照强度小于b(大于0)时，也能进行光合作用解析：选A净光合作用量(速率)＝总光合作用量(速率)－呼吸作用量(速率)，据图乙可知，最大净光合作用量(速率)应位于t2与t3之间；据图丙(吸收光谱)可知，f既吸收蓝紫光，又吸收红光，应为叶绿素，而e只吸收蓝紫光，应为类胡萝卜素；无色塑料薄膜能透过各种可见光，有利于蔬菜吸收光能进行光合作用，提高农作物的产量；图甲中，在光照强度为0时，a(CO2释放量)代表细胞呼吸速率，当光照强度大于0、小于b时，比a点释放的CO2量减少的部分用于光合作用。2．某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃。右图为该植物处在25℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是()A．a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响B．b点时植物才开始进行光合作用C．若将温度从25℃提高到30℃时，a、d点均上移D．c点时该植物的O2产生量为|V1|－|V2|解析：选Ca点时，光照强度为0，植物细胞只进行呼吸作用，O2的吸收量表示细胞呼吸强度，此时细胞的呼吸作用除受温度的影响外，还受O2浓度等条件的影响；b点表示该光照强度下既没有O2的释放，又没有O2的吸收，即呼吸速率等于光合速率；30℃时，细胞呼吸强度增大，a点上移，在d所对应的光照强度下，光合作用产生的O2更多地用于有氧呼吸，d点上移；c点时，该植物的O2产生量为|V1|(呼吸作用耗氧量)＋|V2|(净释放氧量)。光合作用和细胞呼吸的相关计算[例2]下图1表示将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中，给予一定7的光照，利用红外测量仪每隔5min测定小室中的CO2浓度。图2表示给予不同强度的光照，测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量(注：实验中所用的A、B两种植物叶片的叶面积相等，且实验都在相同且适宜的温度下进行，忽略光照对呼吸作用的影响)。请据图分析回答：(1)由图1可知，A、B植物