新課標2023版高考生物一輪總復習第三單元細胞的能量供應和利用第5講細胞呼吸和光合作用的影響因素課件

細胞呼吸和光合作用的影響因素是每年的必考點。命題時常以曲線圖、表格等為信息載體考查影響細胞呼吸和光合作用的因素，并結合生產(chǎn)實際考查其在生產(chǎn)上的應用，體現(xiàn)了科學思維和社會責任等學科素養(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，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同(圖a示意圖)，造成葉綠體相對受光面積的不同(圖b)，進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是

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)A．t2比t1具有更高的光飽和點(光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度)B．t1比t2具有更低的光補償點(光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度)C．三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關D．三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大解析：由圖分析可知，在正常光照下，t2的葉綠體相對受光面積低于t1，即二者光合速率相同時，t2所需的光照強度高于t1，由此可推斷，t2比t1具有更高的光飽和點，但t1比t2具有更低的光補償點，A、B正確；通過題干信息可知，三者的葉綠素含量及其他性狀基本一致，由此推測，三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關，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胞中分布位置的關系，據(jù)題干信息無法得出三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大，D錯誤。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系如圖。據(jù)此，對該植物生理特性理解錯誤的是

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)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)，溫度變化對光合速

率的影響比對呼吸速率的大D．適合該植物生長的溫度范圍是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，即凈光合作用大于0時，適合植物的生長，從圖中可以看出，適合該植物生長的溫度范圍是－10～45℃，B正確，D錯誤。答案：D

3．(2021·浙江1月選考)現(xiàn)以某種多細胞綠藻為材料，研究環(huán)境因素對其葉綠素a含量和光合速率的影響。實驗結果如下圖，圖中的綠藻質(zhì)量為鮮重?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中可用95%乙醇溶液提取光合色素，經(jīng)處理后，用光電比色法測定色素提取液的____________，計算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組葉綠素a的含量較________，以適應低光強環(huán)境。由乙圖分析可知，在________條件下溫度對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的速率。從能量角度分析，光反應是一種________反應。光反應的產(chǎn)物有____________和O2。(3)圖乙的綠藻放氧速率比光反應產(chǎn)生O2的速率____，理由是_______________________________________________________________________________________。(4)綠藻在20℃、高光強條件下細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驗中，用95%乙醇溶液作為提取光合色素的溶劑，經(jīng)處理后，用光電比色法測定色素提取液的光密度值，可計算葉綠素a的含量。由甲圖可知，與高光強組相比，低光強組的葉綠素a的含量在20℃、25℃、30℃時都較高，以適應低光強環(huán)境，以便能吸收較多的光能。由乙圖分析可知，不同溫度下，高光強對綠藻放氧速率的影響比低光強條件下顯著。(2)葉綠素a的含量直接影響光反應的速率，一般來說，葉綠素a含量越多，光反應速率越大。光反應是一種吸收光能的吸能反應，光反應包括水光解和ATP合成，光反應的產(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－細胞呼吸速率，故綠藻放氧速率等于光反應產(chǎn)生氧氣的速率減去細胞呼吸消耗氧氣的速率。(4)綠藻在20℃、高光強條件下細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(2)吸能ATP、NADPH

(3)小綠藻放氧速率等于光反應產(chǎn)生氧氣的速率減去細胞呼吸消耗氧氣的速率(4)360(一)準確解讀圖示信息——光合作用與細胞呼吸的“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間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量，即圖1中A點；②凈光合速率：綠色組織在有光條件下測得的一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量，即圖1中的C′C段對應的CO2量，也稱為表觀光合速率；③真正(實際)光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，即圖1中的AD段對應的CO2總量；④圖1中B點對整個植株而言，光合速率＝呼吸速率，而對于葉肉細胞來說，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D對應點E，此時凈光合量為0，B點時植物生長最快圖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點時，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)陰陽植物要分辨①不同植物的光補償點一般不同，這主要取決于該植物的呼吸強度，不同植物的光飽和點一般也不同，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。②一般來說，陰生植物的光補償點和光飽和點對應的橫軸數(shù)值要比陽生植物的光補償點和光飽和點小。③陰生植物葉綠體大而少，陽生植物葉綠體小而多，故陰生植物往往顏色較陽生植物深。(2)圖像顛倒“迷人眼”有一些題目在考查的時候，會將圖像上下顛倒，但解題的本質(zhì)是不變的。(3)光照強到葉“變臉”其實我們?？吹降摹皬S”字圖像并沒有畫完，如果將光照強度繼續(xù)加強，會導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：光照強度過強引起葉綠素降解，進而導致光合作用降低。第二種原因：光照太強引起植物葉片蒸騰作用加快，植物為了避免失水而關閉氣孔，導致CO2吸收不足，進而導致光合速率降低。(4)細節(jié)錯亂看橫線在實際的題目中，一定要看清圖像的變化，尤其是細微處的調(diào)整，上圖的坐標軸原點實際上就是代表呼吸作用的點，真正的“廠”字圖像的橫軸在虛線的位置。題目中OA的長度即為呼吸作用強度，而整個坐標曲線代表的就是真正光合作用強度。[典例1]

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

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)A．若適當提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補償點b應相應地向右移動B．若增加CO2濃度，b點左移，c點左移，d點向右上方移動C．d點時，ATP的移動方向從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動D．若圖中為陽生植物，則換為陰生植物，b點和d點均要向左移動[解析]

b點為光補償點，此時光合作用與呼吸作用強度相等，若適當提高溫度，光合速率的增加值小于呼吸速率的增加值，則補償點b應相應地向右移動，A正確；若增加CO2濃度，則光合作用強度增加，b點左移，c點右移，d點向右上方移動，B錯誤；d點時的光合作用強度最大，其光反應產(chǎn)生的ATP從類囊體薄膜移向葉綠體基質(zhì)，參與暗反應過程中三碳化合物的還原，C正確。[答案]

B[規(guī)律方法]

光合作用與細胞呼吸的“關鍵點”的移動據(jù)圖可知，OA表示呼吸作用釋放的CO2量，由光(CO2)補償點到光(CO2)飽和點圍成△BCD面積代表凈光合作用有機物的積累量。改變影響光合作用某一因素，對補償點和飽和點會有一定的影響，因此凈光合作用有機物的積累量也會隨之變化。具體分析如下表所示：注：適當提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎上；光照強度或CO2濃度的改變均是在飽和點之前。條件改變△面積光(CO2)補償點光(CO2)飽和點適當提高溫度減少右移左移適當增大光照強度(CO2濃度)增加左移右移適當減少光照強度(CO2濃度)減少右移左移植物缺少Mg元素減少右移左移[針對訓練]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果如下圖。下列分析不正確的是

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)A．溫度通過影響酶活性對光合作用的影響只與暗反應有關B．此實驗中CO2濃度是無關變量，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：溫度通過影響酶活性對光合作用的影響與光反應與暗反應均有關，A錯誤；本實驗的自變量是光照強度與溫度，因變量是凈光合速率，CO2濃度等其他因素是無關變量，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．如圖為有關環(huán)境因素對植物光合作用影響的關系圖，下列有關敘述，錯誤的是

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)A．圖1中，若光照強度適當增強，a點左移，b點右移B．圖2中，若CO2濃度適當增大，a點左移，b點右移C．圖3中，a點與b點相比，a點時葉綠體中C3含量相對較多D．圖4中，當溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少解析：圖1中a為CO2補償點，b為CO2飽和點，若光照強度適當增強，則光合作用強度也隨之增強，所以a點左移，b點右移，A正確；圖2中，a為光補償點，b為光飽和點，若CO2濃度適當增大，則光合作用強度也隨之增強，所以a點左移，b點右移，B正確；圖3中，a、b兩點對應的光照強度相等，又因a點時CO2濃度比b點時的高，所以a點與b點相比，a點時葉綠體中C3含量相對較多，C正確；圖4中，溫度為25℃時，凈光合量最多，當溫度高于25℃時，呼吸作用增強，凈光合量減少，但不能判斷光合作用制造的有機物的量是否開始減少，D錯誤。答案：D

(三)沉著應對創(chuàng)新圖像——“M”形與倒“S”形圖像1．“M”形——開放環(huán)境中光合作用晝夜變化曲線MN和PQ夜晚植物只進行細胞呼吸；植物體內(nèi)有機物的總量減少，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進行NA和EP清晨和傍晚光照較弱，光合作用強度小于細胞呼吸強度；植物體內(nèi)有機物的總量減少，環(huán)境中CO2量增加，O2量減少A點和E點光合作用強度等于細胞呼吸強度，CO2的吸收和釋放達到動態(tài)平衡；植物體內(nèi)有機物的總量不變，環(huán)境中CO2量不變，O2量不變A～E光合作用強度大于細胞呼吸強度；植物體內(nèi)有機物的總量增加；環(huán)境中CO2量減少，O2量增加C點葉片表皮氣孔部分關閉，出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象E點光合作用產(chǎn)物的積累量最大一晝夜有機物的積累量的計算方法(用CO2表示)一晝夜有機物的積累量＝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濃度與時間的關系曲線[典例2]

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

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)A．a(chǎn)點產(chǎn)生的原因是夜溫降低，細胞呼吸減弱，CO2釋放減少B．開始進行光合作用的點是b點，結束光合作用的點是m點C．光合速率與呼吸速率相等的點是c、h點，有機物積累量最大的點是m點D．de段下降的原因是部分氣孔關閉，CO2吸收減少，fh段下降的原因是光照減弱[解析]

a點釋放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點是光合作用開始的點，m點之后，CO2釋放速率不變，說明m點之后不再進行光合作用，B正確。h點之后，光合速率小于呼吸速率，有機物減少，因此有機物積累最大的點是h點，C錯誤。de段光照較強，溫度較高致使部分氣孔關閉，CO2通過氣孔進入葉肉細胞間隙的量減少，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