老高考適用2023版高考生物二輪總復(fù)習(xí)專題2細胞代謝第3講細胞呼吸與光合作用課件

專題二細胞代謝第三講細胞呼吸與光合作用考綱導(dǎo)向·明目標核心考點一核心考點四核心考點二核心考點三考綱導(dǎo)向·明目標考綱要求1．光合作用的基本過程(Ⅱ)。2．影響光合作用速率的環(huán)境因素(Ⅱ)。3．細胞呼吸(Ⅱ)。4．葉綠體色素的提取和分離(實驗)。5．探究酵母菌的呼吸方式(實驗)。素養(yǎng)定位1．從物質(zhì)與能量視角，探索光合作用與呼吸作用的基本過程，闡明細胞生命活動過程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化；通過圖文結(jié)合，將代謝具體過程與線粒體、葉綠體的結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，直觀地體會結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；細胞呼吸的內(nèi)在機制基本相同，細胞都以ATP作為能量貨幣，從細胞代謝的角度，進一步認識生物界的統(tǒng)一性，為深入認識生命有共同起源打基礎(chǔ)；結(jié)合線粒體起源、有氧呼吸與無氧呼吸的關(guān)系等內(nèi)容，形成進化思想觀念。(生命觀念)素養(yǎng)定位2．學(xué)會運用證據(jù)和邏輯來評價論點。探索光合作用過程的科學(xué)史中眾多的事實證據(jù)，以及科學(xué)家所采用的科學(xué)方法，以證據(jù)、邏輯為基礎(chǔ)來建構(gòu)概念，從而幫助學(xué)生在概念學(xué)習(xí)過程中，訓(xùn)練、提升科學(xué)思維品質(zhì)。(科學(xué)思維)3．體驗科學(xué)探究的過程，能設(shè)置對照實驗、認識對比實驗，并能運用所掌握的科學(xué)方法和探究技能，開展全過程、開放性的探究。(科學(xué)探究)素養(yǎng)定位4．關(guān)注細胞呼吸和光合作用的有關(guān)原理在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生嘗試應(yīng)用所學(xué)生物學(xué)知識解決生產(chǎn)、生活中的實際問題，關(guān)注生物科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系。(社會責(zé)任)核心考點一1．有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解核心考點一細胞呼吸2．細胞呼吸中[H]和ATP的來源和去向

物質(zhì)來源去向[H]①有氧呼吸：C6H12O6和H2O；②無氧呼吸：C6H12O6①有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水；②無氧呼吸：還原丙酮酸ATP①有氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生；②無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于幾乎各項生命活動3．真核細胞呼吸過程中有關(guān)物質(zhì)參與的階段及場所總結(jié)物質(zhì)階段場所水生成于有氧呼吸第三階段線粒體內(nèi)膜參與有氧呼吸第二階段線粒體基質(zhì)二氧化碳產(chǎn)生于有氧呼吸第二階段線粒體基質(zhì)產(chǎn)生于無氧呼吸第二階段細胞質(zhì)基質(zhì)酒精或乳酸產(chǎn)生于無氧呼吸第二階段細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)階段場所葡萄糖參與有氧呼吸和無氧呼吸第一階段細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸產(chǎn)生于有氧呼吸和無氧呼吸第一階段細胞質(zhì)基質(zhì)參與有氧呼吸第二階段和無氧呼吸第二階段前者為線粒體基質(zhì)，后者為細胞質(zhì)基質(zhì)氧氣參與有氧呼吸第三階段線粒體內(nèi)膜4．細胞呼吸中能量的釋放與去向1．(2022·全國甲卷，4)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運動的人肌細胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述，錯誤的是

(

)A．有氧呼吸時細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATPB．線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應(yīng)形成水的過程C．線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與D．線粒體中的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成考題解密C

【解析】有氧呼吸的第一階段場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，第二、三階段在線粒體，三個階段均可產(chǎn)生ATP，故有氧呼吸時細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體都可產(chǎn)生ATP，A正確；線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段氧氣和[H]反應(yīng)生成水，該過程需要酶的催化，B正確；丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質(zhì)，該過程需要水的參與，不需要氧氣的參與，C錯誤；線粒體是半自主性細胞器，其中含有少量DNA，可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成，D正確。2．(2022·浙江6月，12)下列關(guān)于細胞呼吸的敘述，錯誤的是(

)A．人體劇烈運動會導(dǎo)致骨骼肌細胞產(chǎn)生較多的乳酸B．制作酸奶過程中乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2C．梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATPD．酵母菌的乙醇發(fā)酵過程中通入O2會影響乙醇的生成量B

【解析】劇烈運動時人體可以進行厭氧呼吸，厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，故人體劇烈運動時會導(dǎo)致骨骼肌細胞產(chǎn)生較多的乳酸，A正確；

制作酸奶利用的是乳酸菌厭氧發(fā)酵的原理，乳酸菌厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無二氧化碳產(chǎn)生，B錯誤；

梨果肉細胞厭氧呼吸第一階段能產(chǎn)生少量能量，該部分能量大部分以熱能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正確；

酵母菌乙醇發(fā)酵是利用酵母菌在無氧條件產(chǎn)生乙醇的原理，故發(fā)酵過程中通入氧氣會導(dǎo)致其厭氧呼吸受抑制而影響乙醇的生成量，D正確。變式一考查細胞呼吸的類型和過程1．(2022·蚌埠模擬)如圖為有氧呼吸過程示意圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是

(

)A．過程①②③均可產(chǎn)生ATPB．過程②產(chǎn)生的CO2中的O均來自甲C．乙來自C6H12O6、甲和丁D．丙和丁屬于同一種物質(zhì)變式突破B

【解析】過程①②③分別表示有氧呼吸的第一、第二和第三階段，這三個階段都可以產(chǎn)生ATP，A項正確；有氧呼吸第二階段(②)產(chǎn)生的CO2中的O一部分來自丁(H2O)，另一部分來自甲(丙酮酸)，B項錯誤；乙是[H]，一部分來自C6H12O6，另一部分來自甲和丁，C項正確；丙和丁都是H2O，D項正確。變式二影響細胞呼吸的環(huán)境因素及應(yīng)用2．(2022·開封模擬)干種子萌發(fā)過程中，CO2釋放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的變化趨勢如圖所示(假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列問題：(1)干種子吸水后，自由水比例大幅增加，會導(dǎo)致細胞中新陳代謝速率明顯加快，原因是_________________________________________________________________________(至少答出兩點)。

(2)在種子萌發(fā)過程中的12h～30h，細胞呼吸的產(chǎn)物是___________和CO2。若種子萌發(fā)過程中缺氧，將導(dǎo)致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡，原因是_________________________________________________________________________________________。

(3)與種子萌發(fā)時相比，胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件包括____________________________。

自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，水參與物質(zhì)運輸

缺氧時，種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命活動所需，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用酒精、水適宜的光照、CO2和無機鹽等【解析】(1)干種子吸水后，自由水比例大幅增加，會導(dǎo)致細胞中新陳代謝速率明顯加快，原因是自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑，許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，水參與物質(zhì)運輸。(2)種子萌發(fā)過程中的12h～30h，釋放的二氧化碳量大于消耗的氧氣量，說明細胞既進行無氧呼吸，也進行有氧呼吸，所以細胞呼吸的產(chǎn)物是酒精、CO2和水。由于缺氧時，種子無氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿足生命活動所需，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用，故種子萌發(fā)過程缺氧，將導(dǎo)致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡。(3)與種子萌發(fā)時相比，胚芽出土后幼苗的正常生長還需要的環(huán)境條件有適宜的光照、CO2和無機鹽等。核心考點二1．光合作用中元素的轉(zhuǎn)移途徑核心考點二光合作用2．環(huán)境條件改變時光合作用中相關(guān)物質(zhì)的含量變化(1)分析方法：需從物質(zhì)的生成和消耗兩個方面綜合分析。示例：CO2供應(yīng)正常，光照停止時C3的含量變化(2)物質(zhì)含量變化條件光照由強到弱，CO2供應(yīng)不變光照由弱到強，CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)由充足到不足，光照不變CO2供應(yīng)由不足到充足，光照不變C3含量_______減少減少_______

C5含量減少______________減少[H]和ATP的含量減少_______增加_______

(CH2O)的合成量_______增加_______增加

增加增加增加增加增加減少減少減少3．圖解光合作用速率的曲線(1)圖示(2)真正光合速率(又稱總光合速率)＝凈光合速率(又稱表觀光合速率)＋細胞呼吸速率(黑暗中測量)。3．(2022·廣東高考，18)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a)，測定相關(guān)指標(圖b)，探究遮陰比例對植物的影響?？碱}解密回答下列問題：(1)結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量_____，原因可能是_________________________________。高遮陰條件下植物合成較多的葉綠素(2)比較圖b中B1與A組指標的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測B組的玉米植株可能會積累更多的_______________，因而生長更快。(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會提高作物產(chǎn)量的推測，由此設(shè)計了初步實驗方案進行探究：實驗材料：選擇前期___________一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。糖類等有機物光照條件實驗方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以______為對照，并保證除___________外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實驗的思路是_______________________________________________。A組遮光程度探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮光比例是多少【解析】(1)分析題圖b結(jié)果可知，培養(yǎng)10天后，A組葉綠素含量為4.2，C組葉綠素含量為4.7，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能。(2)比較圖b中B1葉綠素含量為5.3，B2組的葉綠素含量為3.9，A組葉綠素含量為4.2；B1凈光合速率為20.5，B2組的凈光合速率為7.0，A組凈光合速率為11.8，可推測B組的玉米植株總?cè)~綠素含量為5.3＋3.9＝9.2，凈光合速率為(20.5＋7.0)/2＝13.75，兩項數(shù)據(jù)B組均高于A組，推測B組可能會積累更多的糖類等有機物，因而生長更快。(3)分析題意可知，該實驗?zāi)康氖翘骄緽組條件下是否提高作物產(chǎn)量。該實驗自變量為玉米遮光程度，因變量為作物產(chǎn)量，可用籽粒重量表示。實驗設(shè)計應(yīng)遵循對照原則、單一變量原則、等量原則等，無關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜，故實驗設(shè)計如下：實驗材料：選擇前期光照條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實驗方法：按圖a所示條件，分為A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以A組為對照，并保證除遮光條件外其他環(huán)境條件一致，收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果B組遮光條件下能提高作物產(chǎn)量，則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮光比例是多少。變式一考查光合作用的過程3．(2022·開封模擬)如圖為綠色植物光合作用過程示意圖(圖中a～g為物質(zhì)，①～⑥為反應(yīng)過程，物質(zhì)轉(zhuǎn)換用實線表示，能量傳遞用虛線表示)。下列有關(guān)敘述錯誤的是

(

)A．圖中①表示水分的吸收，③表示水的光解B．c為ATP，f為[H]C．將b物質(zhì)用18O標記，最終在(CH2O)中能檢測到18OD．圖中a物質(zhì)主要吸收紅光和藍紫光，綠色植物能利用它將光能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能變式突破B

變式二結(jié)合圖像探究影響光合作用的環(huán)境因素4．(2022·開封模擬)陽光穿過森林中的空隙形成光斑，下圖表示一株生長旺盛的植物在光斑照射前后光合作用吸收CO2和釋放O2量的變化，據(jù)此下列分析正確的是

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)A．光斑照射前，光合作用無法進行B．光斑照射后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步增加C．光斑照射后，暗反應(yīng)對光反應(yīng)有限制作用D．光斑移開后，光反應(yīng)和暗反應(yīng)迅速同步減弱C

【解析】光斑照射前，有氧氣釋放，說明植物細胞在進行光合作用，A項錯誤；光斑照射后，光反應(yīng)迅速增加，而暗反應(yīng)沒有立即增加，二者不同步，B項錯誤；光斑照射后，O2釋放曲線變化趨勢是先增加然后降低，說明暗反應(yīng)對光反應(yīng)有限制作用，原因是暗反應(yīng)不能及時消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和[H]，C項正確；光斑移開后，光反應(yīng)迅速減弱，而暗反應(yīng)過一段時間后才減弱，二者不同步，D項錯誤。核心考點三1．圖解細胞呼吸和光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程(1)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程圖解核心考點三光合作用與細胞呼吸的關(guān)系(2)相應(yīng)元素轉(zhuǎn)移過程2．細胞呼吸和光合作用的能量轉(zhuǎn)換過程3．分析一晝夜內(nèi)密閉環(huán)境中CO2和O2含量的變化

(1)光合速率等于呼吸速率的點是C、E。(2)圖甲中N點低于虛線，該植物一晝夜內(nèi)表現(xiàn)為生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜內(nèi)密閉容器中CO2濃度降低，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。(3)圖乙中N點低于虛線，該植物一晝夜內(nèi)不能生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜內(nèi)密閉容器中O2濃度減小，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。4．(2022·全國乙卷)某同學(xué)將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關(guān)于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是

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)A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率考題解密D

【解析】初期容器內(nèi)CO2濃度較大，光合作用速率大于呼吸作用速率，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降，O2濃度上升，A錯誤；根據(jù)分析由于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下，容器內(nèi)的CO2濃度下降，所以說明植物光合作用速率大于呼吸作用速率，但由于CO2含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用速率與呼吸作用速率相等，容器中氣體趨于穩(wěn)定，B錯誤；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯誤，D正確。5．(2022·全國甲卷，29)根據(jù)光合作用中CO2的固定方式不同，可將植物分為C3植物和C4植物等類型。C4植物的CO2補償點比C3植物的低。CO2補償點通常是指環(huán)境CO2濃度降低導(dǎo)致光合速率與呼吸速率相等時的環(huán)境CO2濃度?；卮鹣铝袉栴}。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是相同的，光反應(yīng)階段的產(chǎn)物是_______________(答出3點即可)。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?，原因是_______________________________(答出1點即可)。O2、[H]和ATP

自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)(3)干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，研究發(fā)現(xiàn)在同等程度干旱條件下，C4植物比C3植物生長得好。從兩種植物CO2補償點的角度分析，可能的原因是________________________________________________________?！窘馕觥?1)光合作用光反應(yīng)階段的場所是葉綠體的類囊體膜上，光反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)變化包括水的光解以及ATP的形成，因此光合作用光反應(yīng)階段生成的產(chǎn)物有O2、[H]和ATP。(2)葉片光合作用產(chǎn)物一部分用來建造植物體結(jié)構(gòu)和自身呼吸消耗，其余部分被輸送到植物體的儲藏器官儲存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會全部運輸?shù)狡渌课?。C4植物的CO2補償點低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2

(3)C4植物的CO2固定途徑有C4和C3途徑，其主要的CO2固定酶是PEP，Rubisco；而C3植物只有C3途徑，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱會導(dǎo)致氣孔開度減小，葉片氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少；由于C4植物的CO2補償點低于C3植物，則C4植物能夠利用較低濃度的CO2，因此光合作用受影響較小的植物是C4植物，C4植物比C3植物生長得好。變式一結(jié)合物質(zhì)和能量變化考查光合作用和細胞呼吸的過程5．(2022·大連模擬)綠色植物光合作用和呼吸作用之間的能量轉(zhuǎn)換如圖所示，圖中①～⑥代表物質(zhì)，有關(guān)敘述錯誤的是(

)變式突破【答案】D【解析】物質(zhì)④為葡萄糖，在葉綠體基質(zhì)中合成，在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解，D錯誤。變式二運用模型構(gòu)建探究光合作用與細胞呼吸的關(guān)系6．(2022·長沙高三模擬)如圖表示在光照充足、CO2濃度適宜的條件下，溫度對某植物光合速率和呼吸速率的影響。下列敘述正確的是

(

)A．在15℃時呼吸作用為暗反應(yīng)提供的ATP不足B．在5～37℃范圍內(nèi)，植物均表現(xiàn)為生長狀態(tài)C．當溫度達到50℃時，植物因蛋白質(zhì)失活而死亡D．溫室栽培中溫度控制在30℃左右，不利于該植物生長B

【解析】

暗反應(yīng)需要的ATP來自光反應(yīng)，而不是呼吸作用，A錯誤；圖中顯示，在5～37℃范圍內(nèi)，實際光合速率始終大于呼吸速率，因此植物均表現(xiàn)為生長狀態(tài)，B正確；當溫度達到50℃時，植物仍然能夠進行呼吸作用，說明植物沒有死亡，C錯誤；在溫度為30℃的條件下，實際光合作用速率與呼吸作用速率的差值最大，即植物的有機物凈積累量最多，最利于該植物生長，D錯誤。變式三理解光合作用與細胞呼吸的關(guān)系及其應(yīng)用7．(2022·濟寧一模)為研究高溫條件下不同干旱水平對大豆光合作用的影響。研究人員選取發(fā)育進程與長勢基本一致的轉(zhuǎn)基因大豆幼苗，在38℃高溫條件下設(shè)置正常(CK)、中度干旱(L)和重度干旱(M)三組來進行一系列實驗，結(jié)果如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著高溫干旱時間的延長，大豆葉片逐漸變黃，這主要是由大豆葉肉細胞葉綠體中_____________上的葉綠素含量降低引起的。(2)經(jīng)測定，高溫干旱條件下大豆細胞中脯氨酸等可溶性小分子物質(zhì)的含量增加，其意義是_______________________________________。(3)分析圖中數(shù)據(jù)可知，第2～4d大豆凈光合速率下降的主要原因是________________________________。由結(jié)果可以推斷，第4～6d大豆凈光合速率下降主要是由非氣孔因素導(dǎo)致的，依據(jù)是____________________________________。類囊體薄膜提高細胞的滲透壓，增強細胞的吸水能力氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2含量降低氣孔導(dǎo)度下降，胞間CO2含量反而升高(4)請設(shè)計實驗，探究導(dǎo)致大豆凈光合速率下降的主要因素是高溫還是干旱(寫出實驗設(shè)計思路)：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

將生長狀況良好的大豆幼苗隨機均分為甲、乙、丙三組，甲組在溫度和濕度均適宜的條件下培養(yǎng)，乙組在高溫、濕度適宜的條件下培養(yǎng)，丙組在溫度適宜、干旱條件下培養(yǎng)，將乙、丙兩組的凈光合速率分別與甲組進行比較【解析】(1)隨著高溫干旱時間的延長，大豆葉片逐漸變黃，是因為葉綠素含量降低，葉綠素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。(2)水的滲透方向是從低濃度到高濃度，干旱時，外界濃度升高，吸水困難，植物需要提高自身的濃度，也就是提高滲透壓來提高細胞的吸水能力，所以大豆細胞中脯氨酸等可溶性小分子物質(zhì)的含量增加。(3)植物葉片通過氣孔從外界吸收CO2，CO2含量下降會導(dǎo)致光合速率下降，進而導(dǎo)致凈光合速率下降，分析題圖可知，第2～4d大豆凈光合速率下降的主要原因是氣孔導(dǎo)度下降，吸收的CO2減少，導(dǎo)致胞間CO2含量降低；由結(jié)果可以推斷，第4～6d大豆凈光合速率下降，此時氣孔導(dǎo)度繼續(xù)在下降，胞間CO2含量反而升高，由此推測主要是由非氣孔因素導(dǎo)致的。(4)要探究導(dǎo)致大豆凈光合速率下降的主要因素是高溫還是干旱，自變量是高溫和干旱，實驗組中一組自變量是干旱，另一組自變量是高溫，同時還要設(shè)置對照組，最后將結(jié)果與對照組比較，就能得出導(dǎo)致大豆凈光合速率下降的主要因素是高溫還是干旱，所以實驗思路為：將生長狀況良好的大豆幼苗隨機均分為甲、乙、丙三組，甲組在溫度和濕度均適宜的條件下培養(yǎng)，乙組在高溫、濕度適宜的條件下培養(yǎng)，丙組在溫度適宜、干旱條件下培養(yǎng)，將乙、丙兩組的凈光合速率分別與甲組進行比較。核心考點四1．小液滴移動法測定光合速率和呼吸速率核心考點四光合作用和細胞呼吸的測定和分析(1)測定細胞呼吸速率：NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸釋放的CO2，隨著氧氣的消耗，容器內(nèi)氣體壓強減小，毛細吸管內(nèi)的有色液滴左移，單位時間內(nèi)有色液滴左移的體積表示細胞呼吸耗氧速率。注意事項：①若被測生物為植物，整個裝置必須遮光處理。②對照組的設(shè)置是將所測生物滅活，其他各項處理與實驗組完全一致。(2)測定細胞呼吸類型：同時設(shè)置NaOH溶液組和蒸餾水組，植物需遮光處理，根據(jù)兩組裝置中有色液滴移動的情況可分析被測生物的細胞呼吸類型。容器中氣體變化液滴移動NaOH溶液組蒸餾水組細胞呼吸類型不消耗O2，但產(chǎn)生CO2不移動右移進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸CO2釋放量等于O2消耗量左移不移動只進行有氧呼吸CO2釋放量大于O2消耗量左移右移無氧呼吸、有氧呼吸同時進行(3)測定凈光合速率：①原理：NaHCO3緩沖溶液保證了容器內(nèi)CO2濃度的恒定，滿足了綠色植物光合作用的需求。光照條件下植物釋放的氧氣，使容器內(nèi)氣體壓強增大，毛細吸管內(nèi)的有色液滴右移，單位時間內(nèi)有色液滴右移的體積表示凈光合作用釋放氧氣的速率。②結(jié)果：a．若有色液滴左移，說明光照較弱，細胞呼吸強度大于光合作用強度，吸收O2使瓶內(nèi)氣壓減小。b．若有色液滴不動，說明在此光照強度下光合作用強度等于細胞呼吸強度，生成O2量等于消耗O2量，瓶內(nèi)氣壓不變。2．黑白瓶法測定水生植物的光合速率和呼吸速率(1)實驗步驟：①取三個玻璃瓶，兩個用黑膠布包上，并包上錫箔，記為A、B瓶，另一玻璃瓶不做處理，記為C瓶，其中B、C瓶中放入長勢良好的同種植物。從待測的水體深度取水，保留A瓶以測定水中原來的溶氧量(初始值)。②將B、C瓶沉入取水深度，經(jīng)過一段時間，將其取出，并進行溶氧量的測定。(2)實驗結(jié)果：①在有初始值的情況下，B瓶中氧氣的減少量為有氧呼吸量；C瓶中氧氣的增加量為凈光合作用量；二者之和為總光合作用量。②在沒有初始值的情況下，C瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量與B瓶中測得的現(xiàn)有氧氣量之差即總光合作用量。6．(2021·山東高考21)光照條件下，葉肉細胞中O2與CO2競爭性結(jié)合C5，O2與C5結(jié)合后經(jīng)一系列反應(yīng)釋放CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑SoBS溶液，相應(yīng)的光合作用強度和光呼吸強度見下表。光合作用強度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計?？碱}解密(1)光呼吸中C5與O2結(jié)合的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的_______中。正常進行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是________________________________________________________________________________________?；|(zhì)SoBS濃度(mg/L)0100200300400500600光合作用強度(CO2μmol·m2·s-1)18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強度(CO2μmol·m2·s-1)6.46.25.85.55.24.84.3

光照停止，產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多(2)與未噴施SoBS溶液相比，噴施100mg/LSoBS溶液的水稻葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度_____(填“高”或“低”)，據(jù)表分析，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過適當抑制光呼吸以增加作物產(chǎn)量。為探究SoBS溶液利于增產(chǎn)的最適噴施濃度，據(jù)表分析，應(yīng)在___________mg/L之間再設(shè)置多個濃度梯度進一步進行實驗。低

噴施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等100～300

【解析】(1)C5位于葉綠體基質(zhì)中，則O2與C5結(jié)合發(fā)生的場所在葉綠體基質(zhì)中。突然停止光照，則光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP、NADPH減少，暗反應(yīng)消耗的C5減少，C5與O2結(jié)合增加，產(chǎn)生的CO2增多。(2)葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度即為光飽和點，與對照相比，噴施100mg/LSoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等。(3)光呼吸會消耗有機物，但光呼吸會釋放CO2，補充光合作用的原料，適當抑制光呼吸可以增加作物產(chǎn)量，由表可知，在SoBS溶液濃度為200mg/L時光合作用強度與光呼吸強度差值最大，即光合產(chǎn)量最大，為了進一步探究最適噴施濃度，應(yīng)在100～300mg/L之間再設(shè)置多個濃度梯度進一步進行實驗。變式一光合作用、細胞呼吸強度的測定8．(2022·安陽模擬)如圖為一測定葉片光合作用強度裝置的示意圖，其中葉室為透明玻璃材料制成。裝置運行后，儀器氣路管道中的氣體流速滿足正常測定的需求。黑暗時測出葉室內(nèi)的CO2變化值為Q，光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值為P。下列說法正確的是 (

)變式突破A．葉片的葉肉細胞葉綠體內(nèi)參與光合作用光反應(yīng)階段的反應(yīng)物只有H2O、ADP和PiB．在光照時，若該葉片實際光合作用消耗CO2的值為W，則W＝P＋QC．若光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值(P)為0，則該植物的呼吸作用強度等于光合作用強度D．若正常夏日早6點日出，晚6點日落。則一天之中，P值最高點在早6點，最低點在晚6點【答案】B【解析】光合作用的光反應(yīng)階段包括H2O的光解(合成[H]需要NADP＋的參與)和ATP的合成(需要ADP和Pi參與)兩個過程，故A錯誤；在光照時，葉室內(nèi)的CO2的變化值為P表示的是凈光合量，測定呼吸作用時的CO2的變化值為Q，植物光合作用總量等于凈光合量加呼吸消耗量，故W＝P＋Q，則B正確；若光照下測出葉室內(nèi)的CO2變化值(P)為0，即凈光合作用為0，此時該葉片的呼吸作用強度等于光合作用強度，而該植物的呼吸作用強度大于光合作用強度，C錯誤；若正常夏日早6點日出，晚6點日落。則一天之中，凈光合量P最高點應(yīng)該在晚上6點左右，故D錯誤。變式二通過測量數(shù)據(jù)解決實際問題9．(2021·衡水中學(xué)模擬)玉米是C4植物，其葉肉細胞中含有PEP羧化酶(進行CO2固定的關(guān)鍵酶，對CO2有較高的親和力)，花生是C3植物，葉肉細胞中不含PEP羧化酶，C4植物能夠利用葉片內(nèi)細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用，而C3植物不能。圖1是夏季晴朗的白天，玉米和花生凈光合速率的變化曲線；圖2表示將玉米的PEP羧化酶基因?qū)牖ㄉ?，測得光照強度對轉(zhuǎn)基因花生和原種花生光合速率的影響。請據(jù)圖回答下列問題：(1)根據(jù)圖1信息_______(填“能”或“不能”)比較玉米和花生的總光合速率，理由是____________________________________________________________。(2)圖1中9:30～11:00之間，與玉米相比，花生的凈光合速率下降的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在17:00時，玉米和花生中O2的__________(填“生成速率”或“釋放速率”)相同。不能

總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，圖1中缺少呼吸速率的數(shù)值

夏季氣溫升高后，部分花生葉片氣孔關(guān)閉，但花生的葉肉細胞中不含PEP羧化酶，不能利用細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用，CO2供應(yīng)不足，影響暗反應(yīng)釋放速率(3)圖2中，光照強度小于8×102μmol·m-2·s-1時，轉(zhuǎn)基因花生和原種花生的光合速率幾乎相同，主要是因為____________________________________________________________________________。(4)某興趣小組在分析圖1和圖2后認為，由于導(dǎo)入了玉米的PEP羧化酶基因，花生在進行光合作用時，CO2被固定后C的轉(zhuǎn)移路徑會發(fā)生變化，請?zhí)岢鲆环N方法對該結(jié)論是否正確進行探究：__________________________________________________________________________。

此范圍內(nèi)光照強度是影響二者光合速率的主要環(huán)境因素，CO2濃度并未成為限制因素

將兩種花生置于特定環(huán)境中，給其提供14CO2，檢測并記錄放射性物質(zhì)的轉(zhuǎn)移過程【解析】(1)總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率，圖1中僅為凈光合速率，缺少呼吸速率的數(shù)值。(2)圖1中，在夏季晴朗白天，9：30～11:00之間氣溫較高，蒸騰作用增強，為減少水分散失，部分花生葉片的氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度降低，但花生的葉肉細胞不含PEP羧化酶，不能利用細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用，CO2供應(yīng)不足，暗反應(yīng)過程減緩，因而在9:30～11:00之間，花生的凈光合速率會出現(xiàn)下降，玉米則不會出現(xiàn)下降；凈光合速率可以用O2的釋放速率表示。(3)圖2中，轉(zhuǎn)基因花生和原種花生最大的不同是轉(zhuǎn)基因花生對二氧化碳的固定能力較強。當光照強度小于8×102μmol·m-2·s-1時，限制二者光合速率的主要環(huán)境因素是光照強度，不是二氧化碳濃度，因而其光合速率幾乎相同。(4)利用同位素標記法可以追蹤物質(zhì)的運行規(guī)律，欲追蹤C的轉(zhuǎn)移路徑，可給兩種花生均提供14CO2，檢測并記錄放射性物質(zhì)的轉(zhuǎn)移過程即可。(2022·雞西市模擬)據(jù)聯(lián)合國經(jīng)濟與社會事務(wù)部預(yù)測，2050年全球人口將增至97億。如果農(nóng)作物產(chǎn)量依然維持在現(xiàn)有水平，屆時人類必將面臨嚴重的糧食短缺局面。世界范圍內(nèi)便掀起了一場以通過生物工程技術(shù)提高植物光合效率為中心的“第二次綠色革命”。而“光呼吸代謝工程”被認為是此次革命的一個關(guān)鍵突破口。素養(yǎng)提升(1)綠色植物中RUBP羧化酶(Rubisco)具有雙重活性。在暗反應(yīng)中，Rubisco酶能夠以CO2為底物實現(xiàn)CO2的固定；在光下，當O2濃度高、CO2濃度低時，O2會競爭Rubisco酶，在光的驅(qū)動下將碳水化合物氧化生成CO2和水，該反應(yīng)稱為光呼吸。光呼吸是一個高耗能的反應(yīng)，正常生長條件下光呼吸就可損耗掉光合產(chǎn)物的25～30%。過程如圖1所示：①暗反應(yīng)的進行不需要光照，但受光照的影響，這是因為_____________________________________________________________________________。②Rubisco的催化方向取決于CO2與O2的濃度比，請推測具體的情況：_____________________________________________________________________________________。

光照影響光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和NADPH的數(shù)量，而ATP和NADPH參與暗反應(yīng)中C3的還原

當CO2與O2濃度比高時，Rubisco使暗反應(yīng)加強；當CO2與O2濃度比低時，Rubisco使光呼吸加強③研究發(fā)現(xiàn)，光合產(chǎn)物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。生產(chǎn)實際中，常通過適當升高CO2濃度達到增產(chǎn)的目的，請分析并解釋其原理(從光合作用原理和Rubisco催化反應(yīng)特點兩個方面作答)：________________________________________________________________________________