新課標(biāo)2023版高考生物一輪總復(fù)習(xí)第三單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第5講細(xì)胞呼吸和光合作用的影響因素課件

細(xì)胞呼吸和光合作用的影響因素是每年的必考點(diǎn)。命題時(shí)常以曲線圖、表格等為信息載體考查影響細(xì)胞呼吸和光合作用的因素，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際考查其在生產(chǎn)上的應(yīng)用，體現(xiàn)了科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任等學(xué)科素養(yǎng)。深化提素養(yǎng)1．(2021·廣東高考)與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細(xì)胞中的分布及位置不同(圖a示意圖)，造成葉綠體相對(duì)受光面積的不同(圖b)，進(jìn)而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運(yùn)動(dòng)的前提下，下列敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)(光合速率不再隨光強(qiáng)增加而增加時(shí)的光照強(qiáng)度)B．t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度)C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)D．三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大解析：由圖分析可知，在正常光照下，t2的葉綠體相對(duì)受光面積低于t1，即二者光合速率相同時(shí)，t2所需的光照強(qiáng)度高于t1，由此可推斷，t2比t1具有更高的光飽和點(diǎn)，但t1比t2具有更低的光補(bǔ)償點(diǎn)，A、B正確；通過(guò)題干信息可知，三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，由此推測(cè)，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無(wú)關(guān)，C正確；由題干信息可知，該題研究的是三者光合速率差異與葉綠體在細(xì)胞中分布位置的關(guān)系，據(jù)題干信息無(wú)法得出三者光合速率的差異隨光照強(qiáng)度的增加而變大，D錯(cuò)誤。答案：D

2．(2017·北京高考)某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如圖。據(jù)此，對(duì)該植物生理特性理解錯(cuò)誤的是

(

)A．呼吸作用的最適溫度比光合作用的高B．凈光合作用的最適溫度約為25℃C．在0～25℃范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)光合速

率的影響比對(duì)呼吸速率的大D．適合該植物生長(zhǎng)的溫度范圍是10～50℃解析：從第二幅圖的曲線中可以看出，光合作用的最適溫度為30℃左右，呼吸作用的最適溫度為55℃左右；在0～25℃范圍內(nèi)，光合作用曲線變化明顯大于呼吸作用曲線，A、C正確。據(jù)第一幅圖可知，凈光合作用的最適溫度約為25℃；植物總光合作用大于呼吸作用時(shí)，即凈光合作用大于0時(shí)，適合植物的生長(zhǎng)，從圖中可以看出，適合該植物生長(zhǎng)的溫度范圍是－10～45℃，B正確，D錯(cuò)誤。答案：D

3．(2021·浙江1月選考)現(xiàn)以某種多細(xì)胞綠藻為材料，研究環(huán)境因素對(duì)其葉綠素a含量和光合速率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖，圖中的綠藻質(zhì)量為鮮重?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中可用95%乙醇溶液提取光合色素，經(jīng)處理后，用光電比色法測(cè)定色素提取液的____________，計(jì)算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強(qiáng)組相比，低光強(qiáng)組葉綠素a的含量較________，以適應(yīng)低光強(qiáng)環(huán)境。由乙圖分析可知，在________條件下溫度對(duì)光合速率的影響更顯著。(2)葉綠素a的含量直接影響光反應(yīng)的速率。從能量角度分析，光反應(yīng)是一種________反應(yīng)。光反應(yīng)的產(chǎn)物有____________和O2。(3)圖乙的綠藻放氧速率比光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率____，理由是_______________________________________________________________________________________。(4)綠藻在20℃、高光強(qiáng)條件下細(xì)胞呼吸的耗氧速率為30μmol·g－1·h－1，則在該條件下每克綠藻每小時(shí)光合作用消耗CO2生成______μmol的3磷酸甘油酸。解析：(1)葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，用95%乙醇溶液作為提取光合色素的溶劑，經(jīng)處理后，用光電比色法測(cè)定色素提取液的光密度值，可計(jì)算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強(qiáng)組相比，低光強(qiáng)組的葉綠素a的含量在20℃、25℃、30℃時(shí)都較高，以適應(yīng)低光強(qiáng)環(huán)境，以便能吸收較多的光能。由乙圖分析可知，不同溫度下，高光強(qiáng)對(duì)綠藻放氧速率的影響比低光強(qiáng)條件下顯著。(2)葉綠素a的含量直接影響光反應(yīng)的速率，一般來(lái)說(shuō)，葉綠素a含量越多，光反應(yīng)速率越大。光反應(yīng)是一種吸收光能的吸能反應(yīng)，光反應(yīng)包括水光解和ATP合成，光反應(yīng)的產(chǎn)物包括O2、NADPH、ATP。(3)圖乙的綠藻放氧速率為綠藻的凈光合速率，光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率為真正光合速率，表觀光合速率＝真正光合速率－細(xì)胞呼吸速率，故綠藻放氧速率等于光反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的速率減去細(xì)胞呼吸消耗氧氣的速率。(4)綠藻在20℃、高光強(qiáng)條件下細(xì)胞呼吸的耗氧速率為30μmol·g－1·h－1，表觀光合速率為150μmol·g－1·h－1，綠藻此時(shí)O2的產(chǎn)生速率為30μmol·g－1·h－1＋150μmol·g－1·h－1＝180μmol·g－1·h－1，故該條件下每克綠藻每小時(shí)光合作用消耗CO2量為180μmol，180μmolCO2固定形成的3磷酸甘油酸量為180μmol×2＝360μmol。答案：(1)光密度值高高光強(qiáng)(2)吸能ATP、NADPH

(3)小綠藻放氧速率等于光反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的速率減去細(xì)胞呼吸消耗氧氣的速率(4)360(一)準(zhǔn)確解讀圖示信息——光合作用與細(xì)胞呼吸的“三率”模型解讀圖1①呼吸速率：綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織一定時(shí)間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量，即圖1中A點(diǎn)；②凈光合速率：綠色組織在有光條件下測(cè)得的一定時(shí)間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機(jī)物積累量，即圖1中的C′C段對(duì)應(yīng)的CO2量，也稱為表觀光合速率；③真正(實(shí)際)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，即圖1中的AD段對(duì)應(yīng)的CO2總量；④圖1中B點(diǎn)對(duì)整個(gè)植株而言，光合速率＝呼吸速率，而對(duì)于葉肉細(xì)胞來(lái)說(shuō)，光合速率＞呼吸速率圖2曲線Ⅰ表示總光合量，曲線Ⅲ表示呼吸量，曲線Ⅱ表示凈光合量。交點(diǎn)D對(duì)應(yīng)點(diǎn)E，此時(shí)凈光合量為0，B點(diǎn)時(shí)植物生長(zhǎng)最快圖3曲線c表示凈光合速率，d表示呼吸速率，c＋d表示總光合速率。在G點(diǎn)時(shí)，真正光合速率是呼吸速率的2倍(二)精研?？紙D像——“廠”字圖像及其變式1．典型“廠”字圖像解讀(1)真正光合總量為M2＋M3。(2)呼吸作用消耗量為M1＋M2。(3)凈光合積累量為M2＋M3－(M1＋M2)＝M3－M1。2．“廠”字圖像的四種變式(1)陰陽(yáng)植物要分辨①不同植物的光補(bǔ)償點(diǎn)一般不同，這主要取決于該植物的呼吸強(qiáng)度，不同植物的光飽和點(diǎn)一般也不同，這主要取決于植物的內(nèi)因，受到植物內(nèi)部與光合作用有關(guān)酶的數(shù)量與活性、葉綠素含量、C3和C5含量等因素的限制。②一般來(lái)說(shuō)，陰生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫軸數(shù)值要比陽(yáng)生植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)小。③陰生植物葉綠體大而少，陽(yáng)生植物葉綠體小而多，故陰生植物往往顏色較陽(yáng)生植物深。(2)圖像顛倒“迷人眼”有一些題目在考查的時(shí)候，會(huì)將圖像上下顛倒，但解題的本質(zhì)是不變的。(3)光照強(qiáng)到葉“變臉”其實(shí)我們?？吹降摹皬S”字圖像并沒(méi)有畫(huà)完，如果將光照強(qiáng)度繼續(xù)加強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致后期植物光合作用下降。下降的原因有兩種，需根據(jù)具體題目具體分析。第一種原因：光照強(qiáng)度過(guò)強(qiáng)引起葉綠素降解，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用降低。第二種原因：光照太強(qiáng)引起植物葉片蒸騰作用加快，植物為了避免失水而關(guān)閉氣孔，導(dǎo)致CO2吸收不足，進(jìn)而導(dǎo)致光合速率降低。(4)細(xì)節(jié)錯(cuò)亂看橫線在實(shí)際的題目中，一定要看清圖像的變化，尤其是細(xì)微處的調(diào)整，上圖的坐標(biāo)軸原點(diǎn)實(shí)際上就是代表呼吸作用的點(diǎn)，真正的“廠”字圖像的橫軸在虛線的位置。題目中OA的長(zhǎng)度即為呼吸作用強(qiáng)度，而整個(gè)坐標(biāo)曲線代表的就是真正光合作用強(qiáng)度。[典例1]

(2022·泰安聯(lián)考)如圖表示植物光合速率隨光照強(qiáng)度改變的曲線，請(qǐng)分析選出不正確的一項(xiàng)

(

)A．若適當(dāng)提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補(bǔ)償點(diǎn)b應(yīng)相應(yīng)地向右移動(dòng)B．若增加CO2濃度，b點(diǎn)左移，c點(diǎn)左移，d點(diǎn)向右上方移動(dòng)C．d點(diǎn)時(shí)，ATP的移動(dòng)方向從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動(dòng)D．若圖中為陽(yáng)生植物，則換為陰生植物，b點(diǎn)和d點(diǎn)均要向左移動(dòng)[解析]

b點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等，若適當(dāng)提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補(bǔ)償點(diǎn)b應(yīng)相應(yīng)地向右移動(dòng)，A正確；若增加CO2濃度，則光合作用強(qiáng)度增加，b點(diǎn)左移，c點(diǎn)右移，d點(diǎn)向右上方移動(dòng)，B錯(cuò)誤；d點(diǎn)時(shí)的光合作用強(qiáng)度最大，其光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP從類囊體薄膜移向葉綠體基質(zhì)，參與暗反應(yīng)過(guò)程中三碳化合物的還原，C正確。[答案]

B[規(guī)律方法]

光合作用與細(xì)胞呼吸的“關(guān)鍵點(diǎn)”的移動(dòng)據(jù)圖可知，OA表示呼吸作用釋放的CO2量，由光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)到光(CO2)飽和點(diǎn)圍成△BCD面積代表凈光合作用有機(jī)物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對(duì)補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)會(huì)有一定的影響，因此凈光合作用有機(jī)物的積累量也會(huì)隨之變化。具體分析如下表所示：注：適當(dāng)提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎(chǔ)上；光照強(qiáng)度或CO2濃度的改變均是在飽和點(diǎn)之前。條件改變△面積光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)光(CO2)飽和點(diǎn)適當(dāng)提高溫度減少右移左移適當(dāng)增大光照強(qiáng)度(CO2濃度)增加左移右移適當(dāng)減少光照強(qiáng)度(CO2濃度)減少右移左移植物缺少M(fèi)g元素減少右移左移[針對(duì)訓(xùn)練]1．科研人員研究不同溫度條件下菠菜葉片的凈光合速率的變化情況結(jié)果如下圖。下列分析不正確的是

(

)A．溫度通過(guò)影響酶活性對(duì)光合作用的影響只與暗反應(yīng)有關(guān)B．此實(shí)驗(yàn)中CO2濃度是無(wú)關(guān)變量，各組間需保持一致和穩(wěn)定C．溫度為40℃，光照為1500lx條件下菠菜光合速率為6D．菠菜葉片進(jìn)行光合作用的最適溫度低于呼吸作用的最適溫度解析：溫度通過(guò)影響酶活性對(duì)光合作用的影響與光反應(yīng)與暗反應(yīng)均有關(guān)，A錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)的自變量是光照強(qiáng)度與溫度，因變量是凈光合速率，CO2濃度等其他因素是無(wú)關(guān)變量，B正確；溫度為40℃，光照為1500lx條件下菠菜凈光合速率為2，呼吸速率為4，根據(jù)真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，可知菠菜光合速率為6，C正確；菠菜葉片進(jìn)行光合作用的最適溫度是30℃，呼吸作用的最適溫度是40℃，因此菠菜葉片進(jìn)行光合作用的最適溫度低于呼吸作用的最適溫度，D正確。答案：A

2．如圖為有關(guān)環(huán)境因素對(duì)植物光合作用影響的關(guān)系圖，下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．圖1中，若光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移B．圖2中，若CO2濃度適當(dāng)增大，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移C．圖3中，a點(diǎn)與b點(diǎn)相比，a點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3含量相對(duì)較多D．圖4中，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，光合作用制造的有機(jī)物的量開(kāi)始減少解析：圖1中a為CO2補(bǔ)償點(diǎn)，b為CO2飽和點(diǎn)，若光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，則光合作用強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，所以a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移，A正確；圖2中，a為光補(bǔ)償點(diǎn)，b為光飽和點(diǎn)，若CO2濃度適當(dāng)增大，則光合作用強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)，所以a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移，B正確；圖3中，a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度相等，又因a點(diǎn)時(shí)CO2濃度比b點(diǎn)時(shí)的高，所以a點(diǎn)與b點(diǎn)相比，a點(diǎn)時(shí)葉綠體中C3含量相對(duì)較多，C正確；圖4中，溫度為25℃時(shí)，凈光合量最多，當(dāng)溫度高于25℃時(shí)，呼吸作用增強(qiáng)，凈光合量減少，但不能判斷光合作用制造的有機(jī)物的量是否開(kāi)始減少，D錯(cuò)誤。答案：D

(三)沉著應(yīng)對(duì)創(chuàng)新圖像——“M”形與倒“S”形圖像1．“M”形——開(kāi)放環(huán)境中光合作用晝夜變化曲線MN和PQ夜晚植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少N～P光合作用與呼吸作用同時(shí)進(jìn)行NA和EP清晨和傍晚光照較弱，光合作用強(qiáng)度小于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少A點(diǎn)和E點(diǎn)光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，CO2的吸收和釋放達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量不變，環(huán)境中CO2量不變，O2量不變A～E光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；植物體內(nèi)有機(jī)物的總量增加；環(huán)境中CO2量減少，O2量增加C點(diǎn)葉片表皮氣孔部分關(guān)閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象E點(diǎn)光合作用產(chǎn)物的積累量最大一晝夜有機(jī)物的積累量的計(jì)算方法(用CO2表示)一晝夜有機(jī)物的積累量＝白天從外界吸收的CO2量－晚上呼吸作用釋放的CO2量，即S3－(S1＋S2)2.倒“S”形——密閉玻璃罩內(nèi)O2濃度、CO2濃度與時(shí)間的關(guān)系曲線[典例2]

(2022·南京四校聯(lián)考)如圖為自然環(huán)境中一晝夜測(cè)得某植物CO2的吸收速率曲線圖，下列關(guān)于該圖的敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．a(chǎn)點(diǎn)產(chǎn)生的原因是夜溫降低，細(xì)胞呼吸減弱，CO2釋放減少B．開(kāi)始進(jìn)行光合作用的點(diǎn)是b點(diǎn)，結(jié)束光合作用的點(diǎn)是m點(diǎn)C．光合速率與呼吸速率相等的點(diǎn)是c、h點(diǎn)，有機(jī)物積累量最大的點(diǎn)是m點(diǎn)D．de段下降的原因是部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少，fh段下降的原因是光照減弱[解析]

a點(diǎn)釋放CO2的速率減小的原因是夜間溫度降低，呼吸酶活性降低，呼吸速率降低，CO2釋放減少，A正確。由圖可知，b點(diǎn)是光合作用開(kāi)始的點(diǎn)，m點(diǎn)之后，CO2釋放速率不變，說(shuō)明m點(diǎn)之后不再進(jìn)行光合作用，B正確。h點(diǎn)之后，光合速率小于呼吸速率，有機(jī)物減少，因此有機(jī)物積累最大的點(diǎn)是h點(diǎn)，C錯(cuò)誤。de段光照較強(qiáng)，溫度較高致使部分氣孔關(guān)閉，CO2通過(guò)氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞間隙的量減少，光合速率降低；fh段光合速率下降的原因是光照減弱，D正確