新教材適用2024版高考生物二輪總復習第1部分核心考點突破專題2細胞的物質(zhì)和能量代謝核心考點四總光合速率凈光合速率和呼吸速率的關系教師用書

核心考點四總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系1．光合作用與細胞呼吸的內(nèi)在聯(lián)系2．四種狀況下“光合與呼吸”的關系3．解讀總光合速率與呼吸速率的關系(1)A點：只進行細胞呼吸。(2)AB段：總光合速率<呼吸速率。(3)B點：為光補償點，總光合速率＝呼吸速率。(4)B點以后：總光合速率>呼吸速率。(5)C點：C點對應的光照強度為光飽和點。4．呼吸速率和凈光合速率的測定方法注：在測定了凈光合速率和呼吸速率的基礎上可計算得出二者之和，此即“總光合速率”。真題感悟?？碱}型光合作用和細胞呼吸的強弱與植物生長發(fā)育的關系典例1(2023·湖北卷)高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%～8%。關于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯誤的是(D)A．呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分B．光合作用強度減弱，有機物合成減少C．蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫D．葉綠素降解，光反應生成的NADH和ATP減少【解析】高溫使呼吸酶的活性增強，呼吸作用變強，消耗大量養(yǎng)分，A正確；高溫使氣孔導度變小，光合作用強度減弱，有機物合成減少，B正確；高溫使作物蒸騰作用增強，植物易失水發(fā)生萎蔫，C正確；高溫使作物葉綠素降解，光反應生成的NADPH和ATP減少，D錯誤。故選D。典例2(2023·新課標卷)我國勞動人民在漫長的歷史進程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗，并在實踐中應用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲存，即果實、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進行適度低溫處理③風干儲藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當風干處理后儲藏④光周期處理，即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長⑤合理密植，即栽種作物時做到密度適當，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關于這些措施，下列說法合理的是(A)A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關系B．措施③⑤的主要目的是降低有機物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度【解析】措施②春化處理是為了促進花芽形成，反映了低溫與作物開花的關系，④光周期處理，反映了晝夜長短與作物開花的關系，A正確；措施③風干儲藏可以減少自由水，從而減弱細胞呼吸，降低有機物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促進光合作用，B錯誤；措施②春化處理是為了促進花芽形成，⑤⑥的主要目的是促進作物的光合作用，C錯誤；措施①③的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度，④光周期處理，目的是促進或抑制植物開花，D錯誤。故選A。典例3(2022·全國乙卷)某同學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。關于這一實驗現(xiàn)象，下列解釋合理的是(D)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【解析】初期容器內(nèi)CO2濃度較大，光合作用強于呼吸作用，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；由于密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降，O2濃度上升，從而使植物光合速率逐漸降低，呼吸作用逐漸升高，直至兩者平衡趨于穩(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。典例4(2022·廣東卷)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a)，測定相關指標(圖b)，探究遮陰比例對植物的影響?；卮鹣铝袉栴}：(1)結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量_高__，原因可能是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相關數(shù)據(jù)，推測B組的玉米植株可能會積累更多的_糖類等有機物__，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，由此設計了初步實驗方案進行探究：實驗材料：選擇前期_培養(yǎng)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所示的條件，分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_遮光比例__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_探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少__?！窘馕觥?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組的凈光合速率為20.5，B2組的凈光合速率為7.0，B組的平均凈光合速率為(20.5＋7.0)/2＝13.75，高于A組的11.8，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)為了排除無關變量對實驗結(jié)果的干擾，實驗材料應選擇前期培養(yǎng)條件一致、生長狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗進行實驗，在重復實驗中以A組作為對照組，B組和C組作為實驗組，并保證除遮陰比例外其他環(huán)境條件一致；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)量的具體的最適遮陰比例是多少。典例5(2023·浙江1月卷)葉片是給植物其他器官提供有機物的“源”，果實是儲存有機物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比(以果實數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示)對葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實驗結(jié)果見表1。表1項目甲組乙組丙組處理庫源比1/21/41/6單位葉面積葉綠素相對含量78.775.575.0凈光合速率(μmol·m－2·s－1)9.318.998.75果實中含13C光合產(chǎn)物(mg)21.9637.3866.06單果重(g)11.8112.2119.59注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個果實并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應給各組保留的葉片進行光合作用。②凈光合速率：單位時間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。回答下列問題：(1)葉片葉綠素含量測定時，可先提取葉綠體色素，再進行測定。提取葉綠體色素時，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是_葉綠體中的色素易溶于無水乙醇__。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時，給葉片供應13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的_C5__結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應合成的_ATP和NADPH__中的化學能。合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘?。在本實驗中，選用13CO2的原因有_研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程；研究凈光合積累有機物的量__(答出2點即可)。(3)分析實驗甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率_降低__(填“升高”或“降低”)、果實中含13C光合產(chǎn)物的量_增加__(填“增加”或“減少”)。庫源比降低導致果實單果重變化的原因是_庫源比降低，植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加__。(4)為進一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進行了實驗，庫源處理如圖所示，用13CO2供應給保留的葉片進行光合作用，結(jié)果見表2。表2果實位置果實中含13C光合產(chǎn)物(mg)單果重(g)第1果26.9112.31第2果18.0010.43第3果2.148.19根據(jù)表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是_離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多__。(5)綜合上述實驗結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實產(chǎn)量(單果重10g以上為合格)的是哪一項？_C__。A．除草 B．遮光C．疏果 D．松土【解析】(1)葉綠體中的色素易溶于無水乙醇，因此用乙醇作為提取液。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時，給葉片供應13CO2,13CO2先與葉綠體內(nèi)的C5結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應合成的ATP和NADPH中的化學能，合成的糖分子運輸?shù)焦麑嵉葞熘?。在本實驗中，選用13CO2的原因有研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程，研究凈光合積累有機物的量等。(3)分析實驗甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低；果實中含13C光合產(chǎn)物的量增多；庫源比降低導致果實單果重變化的原因是植株總的葉片光合作用制造的有機物增多，運輸?shù)絾蝹€果實的有機物量增多，因此單果重量增加。(4)根據(jù)表2實驗結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實的特點是離葉片越近的果實分配到的有機物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機物越多。(5)綜合上述實驗結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，能提高單枝的合格果實產(chǎn)量的是疏果，減