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单元整合提升“光合作用—呼吸作用”综合题一直是命题者青睐的对象，但近年的考题出现了一些新动向，如借助各种图、表进行背景创新，甚至考题中蕴含一些大学知识。命题者的本意是试图通过创设新情境，考查学生获取信息、利用信息分析与推理等能力。热点专项突破3.光合作用—呼吸作用中5类创新型考题【考情分析】该类题具有一定的挑战性，且解题时易出现思维定势或思维僵化等现象。下面是对近年考题的一些分析，不仅从知识层面进行了拓展解读，而且还对考题做了深入的研究，希望能帮助同学们在解答考题的过程中不断提高自己的综合能力。“光合作用—呼吸作用”综合题中的创新型考题常以某种“信息”的形式呈现。解决该类题的策略是：首先准确提取题干有效信息，并迁移利用好有效信息，同时结合已有知识进行综合分析推理。解答此类试题，切忌依从认知上的惯性思维导致解答错误。【解题策略】1．题型解读近年不少实验考题，以柱形图、表格、曲线图的形式，定性或定量地呈现实验结果，以考查学生获取信息和分析处理信息等的能力。题型一通过实验结果图、表化侧重考查信息获取与处理能力【分类通关】2．典例分析【典例1】(2014·安徽卷)某课题小组研究红光与蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)与15d幼苗相比，30d幼苗的叶片净光合速率______________________。与对照组相比，________________________光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是__________________________________________。【解析】与15d幼苗相比，30d幼苗的CO2吸收量更大，说明30d幼苗的净光合速率更大。三种光照射，蓝光处理组吸收的CO2更多，胞间CO2浓度更低，说明蓝光照射下细胞对CO2的利用率更高，而蓝光处理组的气孔导度也最大，说明蓝光通过促进气孔开放，使CO2供应充分，加快暗反应，最终提高光合速率。【答案】高蓝蓝光促进了气孔开放，CO2供应充分，暗反应加快1．题型解读植物对CO2的利用率与光照强度有关，在弱光下，只能利用较低浓度的CO2，此时，即使CO2浓度升高光合作用也不会增强。但随着光照强度的增加，植物也逐渐能吸收利用较高浓度的CO2，光合作用会逐渐增强。题型二影响光合作用强度因素中的相互抵消问题2．典例分析【典例2】(2013·四川卷)将玉米的PEPC酶基因导入水稻后，测得光照强度对转基因水稻和原种水稻的气孔导度及光合速率的影响结果，如图所示。(注：气孔导度越大，气孔开放程度越高)光照强度低于8×102μmol·m－2·s－1时，影响转基因水稻光合速率的主要因素是__________________________；光照强度为10×102～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度下降但光合速率基本不变，可能的原因是__________________________________________________________________。【解析】结合题图，由光合速率随光照强度的变化曲线可以看出在低于8×102μmol·m－2·s－1的范围内影响光合作用的主要因素为光照强度。由两幅图的曲线可看出：光照强度为10×102～14×102μmol·m－2·s－1时，原种水稻的气孔导度降低，但光合速率基本不变，说明暗反应吸收CO2速率未改变，即实际利用CO2量未改变，据此推知，可能是CO2供应已充足且光照强度已达饱和点，也可能是光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消。【答案】光照强度光照强度增加与CO2供应不足对光合速率的正负影响相互抵消(或CO2供应已充足且光照强度已达饱和点)1．题型解读平时解题时，不仅要知道光照下植物释放的CO2可以来自细胞呼吸，还要能够依据题干信息推知其还可能来自其他途径，如光呼吸(即植物在光合作用的同时存在依赖光的吸收O2释放CO2的反应)。由于光呼吸不在《考试大纲》规定的范围内，不必过多掌握，但解题时要注意避免思维定势，善于利用题干信息进行大胆细致地分析推理才是解题的关键。题型三“光呼吸”也可释放CO22．典例分析【典例3】(2013·大纲卷)某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图下图(吸收或释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。回答下列问题：在光照条件下，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用______________，其中图形B的面积表示________________________。从图形C可推测该植物存在另一个________________________的途径，CO2进出叶肉细胞都是通过________________________的方式进行的。【解析】根据坐标图分析，A面积为光合作用净吸收CO2的量，而B＋C的面积总和则是植物自身产生CO2的量，两部分CO2都会被植物的光合作用利用，所以A＋B＋C的面积即光合作用固定的CO2总量。遮光之后，植物主要进行呼吸作用产生CO2，根据遮光后曲线的变化趋势，可推知B面积表示相应时间段内植物呼吸作用放出的CO2量，而C面积则表示植物在光照下可能通过其他途径产生的CO2量。CO2属于小分子物质。是以自由扩散的方式进出细胞的。【答案】固定CO2总量呼吸作用放出的CO2量释放CO2自由扩散1．题型解读引起植物“午休”现象的主要原因是高温，高温导致叶片气孔关闭，叶肉细胞间隙的CO2浓度下降，光合速率降低。“午休”点净光合速率低的原因一般认为是气孔关闭，引起细胞间隙CO2浓度降低所致，但有些考题通过创设新情境还可能涉及其他因素，应根据具体信息进行具体分析后再推断。注意：并非所有的植物都会出现“午休”现象，如玉米、甘蔗能利用叶肉细胞间隙中的低浓度CO2进行光合作用，不会出现“午休”现象。在春秋季节温度不会过高，植物也不会出现“午休”现象。题型四植物光合作用过程中的“午休”现象2．典例分析【典例4】(2012·重庆卷)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。注：气孔导度越大，气孔开启程度越大据图分析：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____________。解析据图中信息可知，在10：00时，光合速率最大，则暗反应消耗ATP最快：在12：00时，蒸腾速率最快，则根吸水能力最强。气孔的开启程度直接影响水分的散失，即影响蒸腾作用；在12：00时，气孔导度最大，CO2能满足光合作用的需要，因此光合速率出现低谷的环境因素主要是光照。在14：00时，若提高CO2浓度，在暗反应阶段中三碳化合物还原增强，消耗ATP和[H]增加，则短时间内叶绿体中[H]含量降低。答案①10：0012：00②气孔导度光照③降低【典例5】(2011·福建卷)如图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是A．在9：30～11：00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓B．在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多C．在17：00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同D．在18：30时，玉米既能进行光反应，也能进行暗反应解析在9：30～11：00之间，随着光照的增强、温度的升高，植株的蒸腾作用加强，叶片上部分气孔关闭，CO2进入植物体内的量减少。玉米能利用低浓度的CO2进行光合作用，此时气孔关闭对其暗反应过程无明显影响；而花生不能利用低浓度的CO2，气孔关闭导致其暗反应过程减缓。花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量，由图示可知，在11：00～12：30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少，B项错误。在17：00时，两者的净光合速率相等，则玉米和花生单位叶面积从外界吸收的CO2量相等，向外界释放的O2量也相等。在18：30时．玉米仍进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0，故此时玉米既能进行光反应也能进行暗反应。答案B题型五夜晚植物也可吸收CO21．题型解读一般情况下，植物白天吸收CO2释放O2，夜间则相反。而有些植物如蝴蝶兰，则在夜晚吸收CO2，但不进行光合作用。该类植物适宜生活在干旱环境中。长期干旱时，气孔夜间张开，CO2进入叶肉细胞，在细胞质生成苹果酸，然后暂时储存在液泡中。白天气孔关闭以降低蒸腾作用，光合作用所需的CO2不是从空气中直接吸收，而是来源于夜间形成的苹果酸，苹果酸从液泡中扩散到细胞质中，被脱羧放出CO2，供植物细胞进行暗反应。2．典例分析【典例6】(2011·广东卷)观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。依图a分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时______________(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是________________；此时段______________(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是____________；10～16时无明显CO2吸收的直接原因是___________________。【解析】0～4时没有光照，虽不能通过光合作用的光反应合成ATP和[H]，但呼吸作用可以合成ATP和[H](呼吸作用第一、二阶段均有[H]产生，第一、二、三阶段均有ATP产生)。暗反应需要光反应提供的ATP和[H]，还原C3形成C5以固定CO2,0～4时不能发生光反应，因此CO2的固定和C3的还原等反应都不能发生。10～16时温度较高，长期干旱条件下植物叶片气孔关闭，因此无明显CO2吸收。【答案】有呼吸作用合成无叶绿体在无光时不能合成ATP和[H]气孔关闭