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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.秘籍01细胞呼吸和光合作用高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆典例1图1表示某植物固定和还原CO2的过程，图2是外界环境因素对光合作用速率的影响。请据图回答：（1）从图2中可以看出，除了光照强度外，影响光合速率的因素还有_______________。当图2的乙图中d点对应的光照强度突然降至c点对应的光照强度时，则图1中的物质A在短时间会______（填“增加”或“减少”）。（2）如果将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种，________将合成不足，会直接影响图1中的物质____（填“A”“B”或“C”）的生成。（3）使用农家肥或合理控制作物的种植密度可以提高产量，请结合图2中的甲图进行解释：________________________________________________________。（4）如果30℃是某作物的光合作用的最适温度，则该植株在30℃______（填“一定”或“不一定”）生长最快，理由是__________________________________________________________。【答案】（1）温度、CO2浓度减少（2）叶绿素C（3）在一定范围内提高CO2的浓度会提高光合作用的速率，使用农家肥和合理控制种植密度可以增加CO2的浓度（4）不一定植物生长速率与净光合速率大小有关，从图2乙中不能确定30℃时净光合速率最大【解析】图1表示某植物固定和还原CO2的过程，其中a为CO2固定过程，物质A为五碳化合物，B为三碳化合物；b为C3的还原过程，物质C为[H]；从图2中横坐标中可以看出，光照强度影响光合速率，另外从甲图中的两条曲线的差异可以看出，CO2浓度也影响光合速率，从乙图中的两条曲线的差异可以看出，温度也是影响光合速率的因素。（1）结合前面的分析可知，影响光合速率除光照强度外，还有CO2浓度和温度。2物质A为五碳化合物（C5），当光照强度突然由d降低至c时，则ATP和[H]供应减少，C3的还原减慢，但CO2会继续和C5反应生成C3，所以C5的量会减少。（2）叶绿素合成需要镁元素，所以缺乏镁元素会影响叶绿素的合成。叶绿素在光反应过程中能吸收并转换光能，直接影响图1中ATP和物质C([H])的生成。（3）从图2中的甲图可以看出，两条曲线的差异是由于CO2浓度不同引起的，在一定范围内提高CO2的浓度可以提高光合速率。农家肥中的有机物可以被微生物分解产生CO2被植株所利用，合理密植可以保持良好的通风状况，增加农田中的CO2浓度。（4）图2中的纵坐标表示的是实际光合作用速率，而植物的生长速率取决于植物的净光合速率，净光合速率＝实际光合速率–呼吸速率，虽然30℃是光合作用的最适温度，但不知此温度下呼吸速率的大小，所以无法确定净光合速率是否是最大的。抢分秘籍光合作用“限制因素”的判断（1）限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。（2）限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。典例2A、B两种高等植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。分析回答下列问题：（1）高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的___________上，该物质主要捕获可见光中的___________。3（2）相同条件下，两者的呼吸强度较小的是___________植物，理由是___________。（3）A、B两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是___________，判断的依据是___________。A、B两种植物中，更适合在林下种植的是___________。（4）植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的___________(填“O2或“CO2”)不足。【答案】（1）类囊体薄膜红光和蓝紫光（2）A当光照强度为零时，A的呼吸强度为2μmol·m-2·s-1，小于B植物的5μmol·m-2·s-1（3）BB植物的净光合速率随光照强度的变化增加幅度比A的大A（4）CO2【解析】（1）高等植物捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体膜上，主要吸收红光和蓝紫光。（2）从图中曲线知，纵坐标为净光合作用速率，当光照强度为零时，纵坐标的值为该植物的呼吸速率，植物A的呼吸速率为2μmol·m-2·s-1，小于植物B的5μmol·m-2·s-1。（3）植物种植密度过大，会因植物叶子相互遮盖，引起叶片获取光照不足，影响光反应，从而影响净光合作用速率，B植物的净光合速率随光照强度的变化增加幅度比A的大，故净光合速率下降幅度较大的植物是B。相比之下，A植物更适合种植在林下。（4）植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是蒸腾作用过强导致植物失水过多，气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2减少，使光合速率下降。抢分秘籍1．解读总光合速率与呼吸速率的关系（1）图示（2）解读①A点：只进行细胞呼吸。②AB段：总光合速率呼吸速率。③B点：为光补偿点，总光合速率＝呼吸速率。④B点以后：总光合速率呼吸速率。⑤C点：为光饱和点。2．明确各种速率的表示方法及相互关系（1）呼吸速率：有机物或O2消耗量、CO2产生量。（2）净光合速率：有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。4（3）总光合速率：有机物或O2产生量、CO2消耗量。（4）总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。典例3现有一玻璃瓶内正常生长的小球藻在适宜条件下进行光合作用和呼吸作用。请回答下列问题。（1）小球藻进行光合作用的场所是__________，进行呼吸作用的场所是__________。（2）将装小球藻的透明玻璃瓶由无色换成红色，其他条件不变，短时间内细胞内的C5含量将________，原因是_____________________________________________________________________________。（3）若向装小球藻的玻璃瓶内加入18O2，可在小球藻内检测到含放射性18O的葡萄糖。试写出18O最短的转移途径_____________________(涉及的物质以及代谢反应）。（4）如图为适宜条件下测得的小球藻CO2的补偿点和饱和点。当光照强度减弱时，a点将_________(填“右移”“左移”或“不确定”)。【答案】（1）叶绿体细胞质基质和线粒体（2）减少装小球藻的玻璃瓶由无色换成红色，只有红光被滤过，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，导致光反应减弱，短时间产生的[H]和ATP减少，C3还原合成C5的速率变慢，但C5消耗的速率不变，因此C5含量减少（3）（4）右移【解析】据图分析，实验的自变量是二氧化碳浓度，因变量是二氧化碳的吸收速率，代表净光合速率。a点为二氧化碳补偿点，净光合速率为0，此时光合速率与呼吸速率相等；b点为二氧化碳饱和点，此时光合速率达到最大值。（1）小球藻是真核生物，其光合作用发生在叶绿体中，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中。（2）将装小球藻的透明玻璃瓶由无色换成红色，只有红光被滤过，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，导致光反应减弱，产生的ATP和[H]减少，进而影响暗反应过程中的三碳化合物还原生成五碳化合物，但是不影响二氧化碳与五碳化合物固定生成三碳化合物的过程，因此短时间内五碳化合物的含量将减少。（3）根据有氧呼吸和光合作用的过程分析，18O2参与有氧呼吸第三阶段，生成含有放射性18O的水，该水参与有5氧呼吸第二阶段生成含有放射性18O的二氧化碳，该二氧化碳参与光合作用暗反应生成含放射性18O的葡萄糖。（4）据图分析，当光照强度减弱时，光合作用减弱，而呼吸作用强度不受影响，因此图中的二氧化碳补偿点a将向右移动。抢分秘籍面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：条件改变△面积光(CO2)补偿点光(CO2)饱和点适当提高温度减少右移左移适当增大CO2浓度(光照强度)增加左移右移适当减少CO2浓度(光照强度)减少右移左移植物缺少Mg元素减少右移左移注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。典例4如图为某植物在密闭玻璃温室内一昼夜CO2浓度的变化情况，回答下列问题:（1）光合作用过程中ADP在叶绿体中的移动方向是_______________。（2）0〜4时，叶绿体中C3含量________（填“上升”或“下降”）；净光合速率最高的是___________（填“BC段”“CD段”或“EF段”），原因是6______________________________________________________。（3）如果把密闭玻璃仪器换成蓝色薄膜大棚，该植物达到光补偿点的时间将在_____________（填“8点前”“8点”或“8点后”）。【答案】（1）从叶绿体基质→叶绿体类囊体薄膜（2）上升BC段呼吸速率一定，BC段单位时间从密闭玻璃里吸收的CO2最多，合成的有机物也最多（3）8点后【解析】（1）在叶绿体基质中，光合作用暗反应阶段C3还原需要ATP供能，ATP水解成ADP和Pi，ADP和Pi进入类囊体薄膜，参与光反应，形成ATP，故ADP在叶绿体中的移动方向是从叶绿体基质到叶绿体类囊体薄膜。（2）0~4时，光照强度很弱，光反应微弱，产生[H]和ATP很少，C3还原很慢，消耗少，CO2充足，CO2固定速率较快，产生C3多，故C3含量上升。据图所示，B~F段，容器内CO2浓度下降，说明植物表现为吸收CO2，光合作用强度比细胞呼吸强，净光合速率大于零，且BC段比CD段和EF段下降速率快，故BC段单位时间从密闭玻璃里吸收的CO2最多，积累的有机物也最多，净光合速率最高。（3）据图示8点时容器CO2浓度最高，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，植物表现为既不释放CO2，也不吸收CO2，净光合速率等于零，此时的光照强度为光补偿点，如果把密闭玻璃仪器换成蓝色薄膜大棚，那么只有蓝光照进大棚，植物在蓝光下光合作用强度小于自然光下的强度，要达到和细胞呼吸相等，必须增加光照强度，故达到光补偿点的时间将在8点后。抢分秘籍密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化（1）光合速率等于呼吸速率的点：C、E。（2）图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。（3）图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。1．长叶刺葵是一种棕榈科植物，下图为某研究小组在水分充足的条件下测得长叶刺葵24小时内光合作用7强度的曲线，下列有关曲线的描述错误的是A．曲线a表示总光合作用强度，曲线b表示净光合作用强度B．10：00以后曲线b下降的原因是与光合作用有关的酶对温度不敏感所致C．14：00以后a、b均下降的原因是光照强度减弱D．大约18：00时有机物积累量最大【答案】B【解析】分析坐标曲线可知，a曲线表示二氧化碳的消耗量，此指标可以代表总光合作用强度，b曲线表示的是CO2吸收量，代表净光合作用强度，A正确；10：00以后图中曲线b表示吸收CO2速率下降，但是二氧化碳的消耗量增加，说明曲线b下降是由于呼吸速率加快引起的，B错误；14：00以后a、b均下降的原因是随着时间推移，光照强度减弱，导致光反应减弱，进而影响暗反应中二氧化碳的利用