光合作用與呼吸作用的綜合運(yùn)用【 知識(shí)精講+ 能力提升 】 高考生物一輪復(fù)習(xí)精講精練

生物一輪復(fù)習(xí)精講課件2024年人教版（全國通用）第10講

光合作用與呼吸作用的綜合運(yùn)用核心素養(yǎng)生命觀念通過比較光合和呼吸作用

的關(guān)系，建立對(duì)立統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)科學(xué)思維理解光合和呼吸物質(zhì)變化和相關(guān)曲線科學(xué)探究探究各種環(huán)境因素對(duì)光合呼吸的影響社會(huì)責(zé)任關(guān)注光合和呼吸與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的聯(lián)系考點(diǎn)0102重溫高考，明考向光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合光合作用與細(xì)胞呼吸的綜合考點(diǎn)梳理與疑難突破1.光合作用與呼吸作用的比較項(xiàng)目光合作用呼吸作用發(fā)生范圍含葉綠體的植物細(xì)胞、藍(lán)藻等所有活細(xì)胞發(fā)生條件在光下進(jìn)行時(shí)時(shí)刻刻都進(jìn)行實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物，釋放能量（1）圖解聯(lián)系（2）能量聯(lián)系

光反應(yīng)水的光解還原C32.光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP等的來源與去路3.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析(2)結(jié)合曲線辨析(3)從語言文字中辨析還有“葉綠體吸收”也表示總光合速率注

真正光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率①光合作用消耗的CO2量＝從環(huán)境中吸收的CO2量＋呼吸釋放的CO2量②光合作用產(chǎn)生的O2量＝釋放到環(huán)境中的O2量＋呼吸作用消耗的O2量4.光合作用與細(xì)胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)1）細(xì)胞呼吸對(duì)應(yīng)點(diǎn)（A點(diǎn)）的移動(dòng)：細(xì)胞呼吸增強(qiáng)，A點(diǎn)下移；細(xì)胞呼吸減弱，A點(diǎn)上移。2）補(bǔ)償點(diǎn)（B點(diǎn)）的移動(dòng)①細(xì)胞呼吸速率增加，其他條件不變時(shí)，CO2（或光）補(bǔ)償點(diǎn)右移，反之左移。②細(xì)胞呼吸速率基本不變，相關(guān)條件的改變使光合速率下降時(shí)，CO2（或光）補(bǔ)償點(diǎn)右移，反之左移。3）飽和點(diǎn)（C點(diǎn)）和D點(diǎn)的移動(dòng)：相關(guān)條件的改變（如增大光照強(qiáng)度或增大CO2濃度）使光合速率增大時(shí)，C點(diǎn)右移，D點(diǎn)向右上移動(dòng)；反之，移動(dòng)方向相反。5.自然環(huán)境與密閉環(huán)境中一晝夜內(nèi)光合速率曲線的比較教材深挖拓展1.

某植物密閉在無O2，但其他條件適宜的小室內(nèi)，照光一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)有氧呼吸增強(qiáng)，原因是？提示：植物在光下進(jìn)行光合作用釋放的O2，使密閉小室中O2增加，而O2增多時(shí)，有氧呼吸會(huì)增強(qiáng)。2.

（必修1

P108思維拓展）新疆哈密瓜特別甜的原因是？提示：陽光充沛，日照時(shí)間長，晝夜溫差大?？枷蛞?/p>

細(xì)胞呼吸與光合作用在過程上的聯(lián)系1.

[2023廣東河源模擬]下列關(guān)于植物細(xì)胞中“O”轉(zhuǎn)移途徑正確的是(

)A.

根尖細(xì)胞中H2O的O可轉(zhuǎn)移到O2中B.

葉肉細(xì)胞吸收的CO2的O可以轉(zhuǎn)移到丙酮酸中C.

馬鈴薯塊莖細(xì)胞中的C6H12O6的O可以轉(zhuǎn)移到C2H5OH中D.

為葉肉細(xì)胞提供O2，其中的O只能轉(zhuǎn)移到H2O中B命題規(guī)律探究[解析]

由于根尖細(xì)胞不能進(jìn)行光合作用，因此根尖細(xì)胞中H2O的O不能轉(zhuǎn)移到O2中，A錯(cuò)誤；葉肉細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸也可以進(jìn)行光合作用，CO2首先通過光合作用使其中的O轉(zhuǎn)移到C6H12O6中，然后通過有氧呼吸第一階段轉(zhuǎn)移到丙酮酸中，B正確；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，所以細(xì)胞中C6H12O6的O不能轉(zhuǎn)移到C2H5OH中，C錯(cuò)誤；為葉肉細(xì)胞提供O2，其中的O先轉(zhuǎn)移到H2O中，然后H2O參與有氧呼吸和光合作用，其中的O轉(zhuǎn)移到更多的物質(zhì)中，D錯(cuò)誤。2.

[2022福建廈門雙十中學(xué)開學(xué)考]如圖為某綠色植物葉肉細(xì)胞的部分生理過程示意圖，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.

①過程的反應(yīng)場所是線粒體內(nèi)膜B.

②過程的反應(yīng)場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)C.

細(xì)胞中①②過程都發(fā)生時(shí)，③過程不一定發(fā)生D.

若停止光照，則①過程發(fā)生，②過程不發(fā)生B[解析]

①過程為有氧呼吸的第三階段，其反應(yīng)場所是線粒體內(nèi)膜，A正確；②過程為水的光解，反應(yīng)場所是葉綠體類囊體薄膜，B錯(cuò)誤；細(xì)胞中①②過程都發(fā)生時(shí)，只有當(dāng)②的強(qiáng)度大于①的強(qiáng)度時(shí)，③過程才會(huì)發(fā)生，C正確；若停止光照，則①有氧呼吸過程可以發(fā)生，②光反應(yīng)過程不能發(fā)生，D正確。考向二結(jié)合光合作用與呼吸作用相關(guān)曲線，考查科學(xué)思維能力1.(2023·山東濟(jì)南調(diào)研)圖甲表示植物在不同光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2產(chǎn)生總量的變化，圖乙表示植物光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線。假設(shè)不同光照強(qiáng)度下細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，下列說法正確的是(

)BA.若圖甲代表水稻，圖乙代表藍(lán)細(xì)菌，則圖甲的c光照強(qiáng)度下與圖乙的C時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場所都有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體B.若圖甲與圖乙為同一植物，則相同溫度下，圖甲的c光照強(qiáng)度下相當(dāng)于圖乙的B點(diǎn)C.圖甲植物的d光照強(qiáng)度下單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周圍環(huán)境吸收8個(gè)單位的CO2D.圖乙的A、B、C點(diǎn)光合作用限制因素只有光照強(qiáng)度【解析】藍(lán)細(xì)菌為原核生物，細(xì)胞中無線粒體和葉綠體，A錯(cuò)誤；圖甲中c光照強(qiáng)度下O2產(chǎn)生總量與無光照時(shí)CO2釋放量相等，說明此時(shí)呼吸速率等于光合速率；圖乙中的B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，光合速率等于呼吸速率，B正確；圖甲d光照強(qiáng)度下氧氣的產(chǎn)生總量為8個(gè)單位，即光合作用需消耗8個(gè)單位的二氧化碳，因?yàn)楹粑饔卯a(chǎn)生的CO2的量仍為6個(gè)單位，故細(xì)胞要從周圍環(huán)境吸收2個(gè)單位的CO2，C錯(cuò)誤；圖乙中A、B點(diǎn)光合作用的限制因素主要是光照強(qiáng)度，C點(diǎn)時(shí)光合作用的限制因素有二氧化碳濃度、溫度等，D錯(cuò)誤。4.

如圖表示甘蔗一個(gè)葉肉細(xì)胞內(nèi)的系列反應(yīng)過程，相關(guān)敘述正確的是(

)A.

過程①中類胡蘿卜素主要吸收紅光和藍(lán)紫光B.

過程②產(chǎn)生的（CH2O）中的O來自CO2和H2OC.

過程③釋放的能量大部分貯存于ATP中D.

過程④一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系D[解析]

①表示光反應(yīng)中光能轉(zhuǎn)化為ATP的過程，發(fā)生在類囊體薄膜上；②表示ATP為三碳化合物的還原過程供能合成有機(jī)物的過程，發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中；③表示有機(jī)物分解釋放能量的過程；④表示ATP水解釋放能量的過程。過程①中類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A錯(cuò)誤；過程②產(chǎn)生的（CH2O）中的O來自CO2，B錯(cuò)誤；過程③釋放的能量少部分貯存于ATP中，大部分以熱能形式散失，C錯(cuò)誤；過程④表示ATP水解釋放能量的過程，一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系，D正確?？枷蛉?/p>

光合作用與細(xì)胞呼吸曲線中的“關(guān)鍵點(diǎn)”移動(dòng)5.

將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室CO2濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測定葉片光合作用的強(qiáng)度（以CO2吸收速率表示）,測定結(jié)果如圖。相關(guān)敘述，正確的是(

)A.

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)左移B.

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移C.

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加，a點(diǎn)右移，b點(diǎn)右移D.

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增加，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移D[解析]

如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，則光合作用強(qiáng)度會(huì)降低，a點(diǎn)右移，b點(diǎn)左移；如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，則光合作用強(qiáng)度會(huì)增加，a點(diǎn)左移，b點(diǎn)右移，故選D。考向四

密閉和開放環(huán)境中晝夜CO2、O2含量變化過程分析

C

7.

[2023山東青島高三質(zhì)檢]如圖是北方某干旱地區(qū)夏日晴朗天氣，黃瓜葉片凈光合速率與胞間CO2濃度的日變化曲線。請(qǐng)回答下列問題：1）

據(jù)圖推測13：00時(shí)，_______（填“增加”或“降低”）環(huán)境的相對(duì)濕度可降低黃瓜光合作用“午休”的程度，原因是__________________________________________________________。增加避免因氣孔關(guān)閉導(dǎo)致胞間CO2濃度較低，進(jìn)而影響暗反應(yīng)速率[解析]

圖中顯示，13：00時(shí)，黃瓜光合作用出現(xiàn)了“午休”現(xiàn)象，是氣孔關(guān)閉導(dǎo)致CO2吸收不足，進(jìn)而影響光合作用暗反應(yīng)，因此適當(dāng)增加環(huán)境的相對(duì)濕度可降低黃瓜光合作用“午休”的程度。2）

有同學(xué)認(rèn)為，17：00～18：00胞間CO2濃度快速上升的原因是呼吸速率大于光合速率，你認(rèn)為是否正確？_____（填“是”或“否”），理由是__________________________________________。否由圖可知該時(shí)間段凈光合速率大于零[解析]

據(jù)圖可知，17：00～18：00之間黃瓜的凈光合速率大于零，說明其光合速率大于呼吸速率。3）

玉米、甘蔗等植物細(xì)胞中有一種酶，能通過一系列反應(yīng)將CO2“泵”入某些進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，保證暗反應(yīng)順利進(jìn)行。在干旱缺水地區(qū)，與11：00時(shí)相比，13：00時(shí)該類植物光合作用速率反而有所升高，除光照、溫度等因素外，主要原因是_______________________________。該類植物能利用較低濃度的CO2[解析]

根據(jù)題意分析可知，玉米、甘蔗等植物能利用較低濃度的CO2，所以在干旱缺水地區(qū)，與11：00時(shí)相比，13：00時(shí)該類植物光合作用速率反而有所升高。題后悟道·歸納提高大棚內(nèi)農(nóng)作物產(chǎn)量的措施措施具體方法和注意事項(xiàng)延長光照時(shí)間夜間適當(dāng)補(bǔ)充光照：最好選擇日光燈，時(shí)間不能太長，保證經(jīng)濟(jì)效益增大光合面積合理密植：種植距離要適度，避免相互遮光造成減產(chǎn)間作、套種：要選擇合適的兩種作物，減少競爭導(dǎo)致的減產(chǎn)提高光合作用強(qiáng)度提高CO2濃度：如適當(dāng)通風(fēng)、施用農(nóng)家肥等合理施肥：如農(nóng)家肥和化肥配合使用，還要避免施肥過度造成“燒苗”提高凈光合作用速率適當(dāng)增大晝夜溫差：白天適當(dāng)升溫，夜間適當(dāng)降溫，增加有機(jī)物的積累量重溫真題

經(jīng)典再現(xiàn)1．（2022·全國乙卷·高考真題）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(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列解釋合理的是（）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D【解析】初期容器內(nèi)CO2含量較大，光合作用強(qiáng)于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2含量下降，O2含量上升，A錯(cuò)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含量下降,所以說明植物光合速率大于呼吸速率，但由于CO2含量逐漸降低，從而使植物光合速率逐漸降低，直到光合作用與呼吸作用相等，容器中氣體趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)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(cuò)誤，D正確。2．（2022·山東·高考真題）植物細(xì)胞內(nèi)10%~25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進(jìn)一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同B．與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少C．正常生理?xiàng)l件下，利用14C標(biāo)記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物的生成D．受傷組織修復(fù)過程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化生成C【詳解】根據(jù)題意，磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH是為其他物質(zhì)的合成提供原料，而有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶是NADH，能與O2反應(yīng)產(chǎn)生水，A正確；有氧呼吸是葡萄糖徹底氧化分解釋放能量的過程，而磷酸戊糖途徑產(chǎn)生了多種中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還進(jìn)一步生成了其他有機(jī)物，所以葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量比有氧呼吸少，B正確；正常生理?xiàng)l件下，只有10%~25%的葡萄糖參加了磷酸戊糖途徑，其余的葡萄糖會(huì)參與其他代謝反應(yīng)，例如有氧呼吸，所以用14C標(biāo)記葡萄糖，除了追蹤到磷酸戊糖途徑的含碳產(chǎn)物，還會(huì)追蹤到參與其他代謝反應(yīng)的產(chǎn)物，C錯(cuò)誤；受傷組織修復(fù)即是植物組織的再生過程，細(xì)胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途徑的中間產(chǎn)物可生成氨基酸和核苷酸等，D正確。3．（2022·全國甲卷·高考真題）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(bǔ)償點(diǎn)比C3植物的低。CO2補(bǔ)償點(diǎn)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(shí)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(diǎn)即可）。(2)正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课唬蚴莀___________（答出1點(diǎn)即可）。(3)干旱會(huì)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(bǔ)償點(diǎn)的角度分析，可能的原因是______________?！敬鸢浮?1)O2、[H]和ATP(2)自身呼吸消耗或建造植物體結(jié)構(gòu)(3)C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3植物，C4植物能夠利用較低濃度的CO2【解析】光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段：（1）光合作用的光反應(yīng)階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產(chǎn)生[H]與氧氣，以及ATP的形成；（2）光合作用的暗反應(yīng)階段（場所是葉綠體的基質(zhì)中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機(jī)物是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。(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(chǔ)藏器官儲(chǔ)存起來。故正常條件下，植物葉片的光合產(chǎn)物不會(huì)全部運(yùn)輸?shù)狡渌课弧?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PEPC，Rubisco；而C3植物只有C3途徑，其主要的CO2固定酶是Rubisco。干旱會(huì)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(bǔ)償點(diǎn)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。4.

[2021山東，21，8分]光照條件下，葉肉細(xì)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(qiáng)度和光呼吸強(qiáng)度見下表。光合作用強(qiáng)度用固定的CO2量表示，SoBS溶液處理對(duì)葉片呼吸作用的影響忽略不計(jì)。SoBS濃度0100200300400500600光合作用強(qiáng)度（CO2μmol·m2·s-1）18.920.920.718.717.616.515.7光呼吸強(qiáng)度（CO2μmol·m2·s-1）6.46.25.85.55.24.84.31）

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(jìn)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_________________________________________________________________________________。光照停止，產(chǎn)生的ATP、[H]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[解析]

C5分布在葉綠體基質(zhì)中，由此可推知光呼吸中C5與O2