新高考生物蘇教版一輪學(xué)案-第10講 光合作用二

第10講光合作用（II）

［新高考復(fù)習(xí)目標(biāo)］

1.科學(xué)思維：分析影響光合作用因素的曲線模型，理解環(huán)境因素對光合作用的影響。

2.科學(xué)探究：通過探究光照強度對光合作用速率影響實驗，培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計和分析能

力。

3.社會責(zé)任：應(yīng)用影響光合作用的環(huán)境因素知識，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

授課提示：對應(yīng)學(xué)生用書第67頁

考點一影響光合作用的因素與應(yīng)用

1.光合作用強度

2.影響光合作用強度的因素

1-生長于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2濃度時,，其光合速率未隨之增加，主要限

制因素是光照強度。（J）

2.延長光照時間能提高光合作用強度。（X）

3.植物體從土壤中吸收的水分主要用于光合作用。（X）

4.夏季晴天，植物出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象的主要原因是環(huán)境中CO?濃度過低。（X）

1.光照強度

曲線模型8?復(fù)收/-.....

模型分析

曲線對應(yīng)點細(xì)胞牛理活動ATP產(chǎn)生場所植物組織外觀表現(xiàn)1圖示

1

只進行細(xì)胞呼

只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)從外界吸收O,,向co：/

A7吸,不妞HJ尢口

x—//O冷

和線粒體外界排出co2

作用

續(xù)表

AB段（不含從外界吸收。2，向外

呼吸量>光合量6

A、B點）界排出co2

細(xì)胞質(zhì)

與外界不發(fā)生氣體交

B點光合量=呼吸量基質(zhì)、線

換

粒體、葉

綠體從外界吸收CC>2,向外

B點之后光合量>呼吸量界釋放此時植物稔

可更新空氣f

0,

應(yīng)用①溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增強光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)

②陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，如圖中虛線所示，間作套

種農(nóng)作物，可合理利用光能

2.CO2濃度

原理CO?影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成

以

收B

圖1中A點表示CO2補償點，即

coc2，C。曲度

?

曲線光合速率等于呼吸速率時的co

放2

冷圖1

模型無濃度，圖2中A'點表示進行光

八

及分析屜合作用所需CO2的最低濃度。B

用

須COL：濃澳和B'點都表示CO,飽和點

度IZ

圖2

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風(fēng)”，增施農(nóng)家肥等增大CO2

應(yīng)用

濃度，提高光合速率

3.溫度

原理溫度通過影響酶的活性影響光合作用

C」tx?|J-*-?人一UU，匕＞41'曰1U1L/乂

升高，光合速率增大

優(yōu)合速率

曲線模呼吸速率B點：酶的最適溫度，光合速率

j最大

型及

分析01020304050BC段：隨著溫度開局，前的沽

溫度(t)

性下降，光合速率減小，50℃左

右光合速率幾乎為零

溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；

應(yīng)用晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，提高植物有機物

的積累量

4.礦質(zhì)元素

曲線模型原理

)光合作用強度礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物

的組成成分，缺乏會影響光合作用的進行。

例如，N是醐的組成元素，N、P是ATP的組

N、P、K等礦質(zhì)應(yīng)素濃度成元素，Mg是葉綠素的組成元素等

曲線分析應(yīng)用

在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、

應(yīng)，可提高光合作用強度；但當(dāng)超過一定濃適量地增施肥料?，可以提高光能利用率

度后，會因土壤溶液濃度過高，植物發(fā)生滲

透失水而導(dǎo)致植物光合作用強度下降

5.光照、CO?濃度和溫度對光合作用的綜合作用

片

a決

3Otb令

2OT

C昵

1Or

明

常見曲OYPQOIPQ0

光照強度光照強度溫度

線模型圖1圖2圖3

圖中：a.高CO2濃度b.中CO2濃度c.低CO?濃￡更

①高光強②中光強③低光強

P點：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨著因子的不斷加強，光

曲線合速率不斷提高

分析Q點：橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的因素，影響因素主要為各曲線

所表示的因子（圖1為溫度，圖2為CO2濃度，圖3為光照強度）

溫室栽培時，在一定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高

應(yīng)用光合速率，也可同時適當(dāng)增加CO2,進一步提高光合速率；當(dāng)溫度適宜時，可適

當(dāng)增加光照強度和CO?濃度以提高光合速率

1.在光照較強的夏季中午，綠色植物的光合作用強度會降低，原因是什么？

提示：夏季中午，光照過強、溫度過高，導(dǎo)致部分氣孔關(guān)閉，葉肉細(xì)胞吸收C02減少，

g生成減少，故光合作用強度會降低。

2.大棚生產(chǎn)中，為什么多施有機肥能夠提高作物的產(chǎn)量？

提示：有機肥中的有機物被微生物分解產(chǎn)生了co?和無機鹽，能夠增加大棚中的CO2濃

度并為作物提供礦質(zhì)營養(yǎng)。

3.生長環(huán)境中的CO?濃度由1%降低到0.03%時，植物的光飽和點和光補償點如何變化,

原因是什么？

提示：光飽和點降低，因為CO?濃度降低時,暗反應(yīng)的強度低，所需要的ATP和［H］少。

光補償點升高，因為在合成有機物的量不變時，CO?濃度降低，所需要的光照強度增大。

4.若將某種植物密閉在無但其他條件適宜的小室中，光照培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植

物的有氧呼吸增強，原因是什么。

提示：該植物在光下光合作用釋放的使密閉小室中增加，而與有機物分解產(chǎn)生

的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當(dāng)O,增多時，有氧呼吸會增強。

命題點1影響光合作用的因素及應(yīng)用分析

I.龍須菜是生活在近岸海域的大型經(jīng)濟藻類，既能給海洋生態(tài)系統(tǒng)提供光合產(chǎn)物，又能

為人類提供食品原料。某研究小組的實驗結(jié)果如圖所示。已知大氣CO2濃度約為0.03%,實驗

過程中溫度等其他條件適宜，下列相關(guān)說法錯誤的是（）

A.實驗中的自變量為光照強度和CO?濃度

B.高光照強度下光反應(yīng)速率快從而使龍須菜生長較快

C.增加光照強度或CO2濃度均能提高龍須菜的生長速率

D.選擇龍須菜養(yǎng)殖場所時需考慮海水的透光率等因素

解析：實驗研究了高光照強度和低光照強度、CO2濃度0.03%和0.1%條件下的龍須菜相

對生長速率和相對光反應(yīng)速率，自變量為光照強度和CO,濃度，因變量為龍須菜相對生長速

率和相對光反應(yīng)速率，A正確；據(jù)圖可知,高光照強度下龍須菜相對生長速率和相對光反應(yīng)速

率較高，推測高光照強度下光反應(yīng)速率快從而使龍須菜生長較快，B正確；據(jù)圖可知，各組

CO?濃度0.1%時的數(shù)據(jù)均不高于0.03%時的數(shù)據(jù)，故增加CO?濃度并不能提高龍須菜的生長

速率，C錯誤；不同的光照強度和CO?濃度對生長速率的影響不同，所以選擇龍須菜養(yǎng)殖場

所時需考慮海水的透光率等因素，D正確。

答案:C

2.（2020?高考全國卷I）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物

的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量的目的?；卮鹣铝袉栴}：

（1）中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措

施對作物的作用有_________________________________________________________

______________________________________________________（答出2點即可）。

（2）農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當(dāng)澆水，此時澆水的原因是

________________________________________________________（答出］點即可）。

（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物）的方法提高農(nóng)

田的光能利用率?，F(xiàn)有4種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到

最大時所需的光照強度）見下表。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物

是,選擇這兩種作物的理由是__________________________________________

作物ABCD

株高/cm1706559165

光飽和點41moi?m2-s-i12001180560623

解析：⑴中耕松土包括去除雜草和疏松土壤兩個方面，去除雜草降低了雜草與作物間的

競爭，土壤中的水分、礦質(zhì)元素離子能更充分地被作物吸收利用；疏松土壤可增加土壤中氧

氣的含量，有利于根系的有氧呼吸，從而滿足根系主動運輸吸收礦質(zhì)元素離子等生理活動對

ATP的需求。（2）肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被農(nóng)作物的根系吸收，另外，施肥后

土壤中的礦質(zhì)元素離子的濃度增加，容易導(dǎo)致細(xì)胞液濃度小于土壤溶液濃度，作物根細(xì)胞失

水，引起“燒苗”。澆水后稀釋了礦質(zhì)元素離子的濃度且利于礦質(zhì)元素呈離子狀態(tài)，有利于

根系對礦質(zhì)元素離子的吸收。（3）作物A的光飽和點和株高都比較高，可充分利用上層光照進

行光合作用；作物C光飽和點比較低、株高矮，可充分利用下層的弱光進行光合作用,因此

作物A和C最適合進行間作。

答案：（1）減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸

作用（2）肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收（3）A和C作物A光飽和點

高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C光飽和點低且長得矮，與作物A間作后，

能利用下層的弱光進行光合作用

［技法提煉］

關(guān)于環(huán)境因素影響光合速率的兩點判斷技巧

當(dāng)溫度改變時，不管是光反應(yīng)還是暗反應(yīng)都會受影響，但主

溫度改變對光合作用的影響要是影響暗反應(yīng)，因為參與暗反應(yīng)的酶的種類和數(shù)量都比參

與光反應(yīng)的多

CC）2濃度很低時，光合作用不能進行，但CC>2濃度過高時，

CC）2濃度對光合作用的影響

會抑制植物的細(xì)胞呼吸，進而影響光合作用

命題點2影響光合作用因素的實驗分析與探究

3.（2016?高考全國卷HI）為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合

作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對

照組，另4組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相

同。于中午12：30測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：

對照組實驗組一實驗組二實驗組三實驗組四

實驗溫度/℃3636363125

處理相對濕度/%1727525252

光合速率/

實驗

mgCO-11.115.122.123.720.7

結(jié)果2

dm-2-hi

回答下列問題:

(1)根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是,

其依據(jù)是;并可推測，(填"增加“或

“降低”)麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

(2)在實驗組中，若適當(dāng)提高第組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是

___________________________________________________________________________O

⑶小麥葉片氣孔開放時，C02進入葉肉細(xì)胞的過程(填“需要”或“不需要”)

載體蛋白，(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

解析：⑴根據(jù)本實驗結(jié)果可知，相同溫度條件下，小麥光合速率隨相對濕度的增加而明

顯加快，但相對濕度相同時，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯，由此可推知中午時對小麥

光合作用速率影響較大的環(huán)境因素是相對濕度；并可推測，增加麥田環(huán)境的相對濕度可降低

小麥光合作用“午休”的程度。

(2)比較實驗組二、三、四可推知，小麥光合作用的最適溫度在31℃左右，而第四組的25℃

還遠低于最適溫度，所以在實驗組中，若適當(dāng)提高第四組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率。

(3)CO2是以自由擴散方式進入葉肉細(xì)胞的，所以該過程不需要載體蛋白，也不需要消耗

ATP。

答案：(1)濕度(或答相對濕度)在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大增

加

(2)四該實驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度

(3)不需要不需要

4.(2021?適應(yīng)性測試河北卷，節(jié)選)植物在生長過程中會遇到被建筑物或冠層葉片遮擋陽

光的情況，為了探究植物對遮陰的反應(yīng)，研究人員首先測定了不同遮陰環(huán)境中光合有效輻射(P)

以及藍光(B)、紅光(R)在光合有效輻射中所占的比例。然后，將生長一致的某種盆栽植物隨機

分成A、B、C三組，分別置于陽光直射、建筑遮陰和冠層遮陰環(huán)境中生長數(shù)周，測定葉片中

葉綠素的含量，結(jié)果如表所示。

光合有效輻射(P)藍光紅光葉綠素葉綠素

環(huán)境條件

(gmolm-2-s-i)比例比例a含量b含量

(B/P)(R/P)(mg-g1)(mg-gi)

陽光直射105000.250.391.210.28

建筑遮陰11600.360.291.450.39

冠層遮陰8000.330.271.580.45

回答下列問題:

(1)實驗后A-B-C三組植物葉片中葉綠素含量變化趨勢及其生理意義是

，B、C組植物葉片中葉綠素a/b比例更適應(yīng)遮陰環(huán)境，原

因是___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________O

(2)將實驗后的A、B、C組植物同時置于建筑遮陰環(huán)境中，三組植物葉綠體中生成ATP

和NADPH最多的是組。

(3)將一定數(shù)量的實驗后B組植物分別置于陽光直射、建筑遮陰和冠層遮陰環(huán)境中，進行

同樣時長的光合作用，取葉片做脫色處理，在碘液中浸泡一段時間，取出觀察，著色最深的

是處于環(huán)境中的葉片。

解析：(1)據(jù)題干信息可知，A、B、C三組的環(huán)境條件分別為陽光直射、建筑遮陰和冠層

遮陰環(huán)境，據(jù)表格數(shù)據(jù)可知隨著環(huán)境中光照減弱，葉片中葉綠素含量逐漸增多；葉綠素含量

上升，有利于吸收光能，提高光合作用速率，是植物對弱光環(huán)境的一種適應(yīng)；據(jù)表可知，由

于遮陰環(huán)境中藍光比例較大，葉綠素b比葉綠素a對藍光的吸收峰值更高，B、C組葉綠素a/b

比例小于A組，在遮陰環(huán)境中能吸收更多的光能，因此B、C組植物葉片中葉綠素a/b比例更

適應(yīng)遮陰環(huán)境。

(2)植物進行光合作用時ATP和NADPH是在光反應(yīng)階段產(chǎn)生的，一般而言，色素含量越

高，則光反應(yīng)越強，故三組植物葉綠體中生成ATP和NADPH最多的是葉綠素含量最高的C

組。

(3)將葉片做脫色處理后在碘液中浸泡一段時間的目的是檢測淀粉的產(chǎn)量，光合作用強度

越大，則產(chǎn)物的量越多。若實驗后將B組植物分別置于陽光直射、建筑遮陰和冠層遮陰環(huán)境

中，則三組的葉綠素含量和比例相同，此時光照強度越強，光合有效輻射越大，則光合作用

越強，暗反應(yīng)合成的(CHQ)等有機物越多，則著色更深，故著色最深的是處于陽光直射環(huán)境

中的葉片。

答案：(1)葉綠素含量上升，有利于吸收光能，適應(yīng)遮光環(huán)境遮陰環(huán)境中藍光比例較大,

葉綠素b比葉綠素a對藍光的吸收峰值更高，B、C組葉綠素a/b比例小于A組，在遮陰環(huán)境

中能吸收更多的光能(2)C(3)陽光直射

考點二實驗：探究光照強度對光合作用強度的影響

1.實驗原理

葉片含有空氣，上浮/①葉片下沉血源充滿細(xì)胞間隙，葉片上浮。

------產(chǎn)生-------

2.實驗步驟

(1)取材：取牛長旺盛的綠葉,用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片30片(注意避開大

的葉脈)。

I

(2)排氣：將小圓形葉片置于注射器內(nèi)。注射器內(nèi)吸入清水,待排出注射器內(nèi)殘留的空氣

后，用手指堵住注射器前端的小孔并緩慢地拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步

驟可能需要重復(fù)2?3次。處理過的小圓形葉片因為細(xì)胞間隙充滿了水,所以全部沉到水底。

I

(3)沉水：將處理過的小圓形葉片，放入圜置處盛有清水的燒杯中待用。

(4)分組：取3只小燒杯，分別倒入20mL富含CO2的清水(可以事先通過吹氣的方法補充

CO2，也可以用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?2%的NaHCO?溶液來提供COJ。

I

(5)光照：向3只小燒杯中各放入10片小圓形葉片，然后分別置于強、中、弱三種光照下。

實驗中，可用5W的LED燈作為光源，利用小燒杯與光源的距離來調(diào)節(jié)光照強度。

(6)觀察并記錄：同一時間段內(nèi)各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量。

1.實驗裝置分析

(1)自變量的設(shè)置：光照強度是自變量，通過調(diào)整臺燈與燒杯之間的距離來調(diào)節(jié)光照強度

的大小。

(2)中間盛水的玻璃柱的作用：吸收燈光的熱量，避免光照對燒杯內(nèi)水溫產(chǎn)生影響。

(3)因變量是光合作用強度，可通過觀測單位時間內(nèi)被抽去空氣的小圓形葉片上浮的數(shù)量

或者是浮起相同數(shù)量的葉片所用的時間長短來衡量光合作用的強弱。

2.實驗結(jié)果分析

(1)在黑暗情況下，植物葉片只進行細(xì)胞呼吸，吸收氧氣，產(chǎn)生的二氧化碳較易溶于水，

所以葉片沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖1：

(2)在弱光下，此時的光合作用小于或等于細(xì)胞呼吸，葉片中仍然沒有足夠的氧氣，葉片

仍然沉在水底。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖2、3：

(3)在中、強光下，光合作用大于細(xì)胞呼吸，葉片中會有足夠的氧氣產(chǎn)生，從而充滿了細(xì)

胞間隙并釋放到外界一部分，使葉片浮起來。細(xì)胞生理狀態(tài)如圖4：

3.實驗中的三個關(guān)注點

(1)小圓形葉片上浮的原因是光合作用產(chǎn)生02大于有氧呼吸消耗的不要片面認(rèn)為只是

光合作用產(chǎn)生了O?。

(2)打孔時要避開大的葉脈，因為葉脈中沒有葉綠體，而且會延長小圓形葉片上浮的時間，

影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(3)為確保溶液中CO2含量充足，小圓形葉片可以放入NaHCO?溶液中。

命題點1教材基礎(chǔ)實驗

1.如圖所示的玻璃容器中，注入一定濃度的NaHCC)3溶液并投入少量的新鮮綠葉碎片，密

閉后，設(shè)法減小液面上方的氣體壓強，會看到葉片沉入水中。然后再用光照射容器，又會發(fā)

現(xiàn)葉片重新浮出液面。以下分析正確的是()

A.改變溫度，不影響葉片開始上浮所需的時間

B.改變光照強度，不影響葉片開始上浮所需的時間

C.改變NaHCC)3溶液的濃度，不影響葉片開始上浮所需的時間

D.若將裝置置于黑暗中，上浮的葉片又會下沉

解析：改變溫度，會改變光合作用強度，進而影響葉片開始上浮所需的時間，A錯誤；改

變光照強度，會改變光合作用強度，進而影響葉片開始上浮所需的時間,B錯誤；改變NaHCO,

溶液的濃度，即改變二氧化碳的濃度，這會影響光合作用強度，進而影響葉片開始上浮所需

的時間，C錯誤；若將裝置置于黑暗中,葉片只能進行呼吸作用消耗葉肉細(xì)胞間隙中的氧氣，

導(dǎo)致上浮的葉片又會下沉，D正確。

答案：D

命題點2高考拓展實驗

2.某課題小組利用當(dāng)?shù)爻Ｒ娭参铩袢~女貞為實驗材料，用打孔器打出相同大小的成

熟葉圓片若干，經(jīng)真空充分處理后，進行有關(guān)光合作用研究：

(1)第一組實驗：取上述若干葉圓片，放入盛有適宜濃度NaHCC^CO?緩沖液)溶液的試管

中，可觀察到葉片均沉入底部；給予適宜強度光照，葉圓片上浮。請回答：捕獲光能的色素

分布在;引起葉圓片上浮的氣體及具體來源是;co2

中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是;整個過程葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的

場所是。

(2)第二組實驗：取實驗備用葉圓片20個，均分為兩組，各放入5%NaHCC)3溶液中，同

時分別用368001X、50001X光強照射，實驗結(jié)果如下圖所示，據(jù)圖回答:

厚葉女貞葉圓片的上浮情況表明，不同光照下，;強光照可使

成熟葉片全部上浮，;40min后，厚葉女貞葉片上浮葉片逐

漸下沉。

(3)繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，光照40min后，與葉片存在l%NaHCC)3溶液情況相比，葉片在

5%NaHCC>3溶液中，溶液呈明顯棕色，據(jù)此推斷40min后上浮葉片下沉的原因可能是

_________________________________________________________________O

解析：⑴捕獲光能的色素位于葉綠體類囊體薄膜上，由于光反應(yīng)水的光解會產(chǎn)生氧氣，

所以導(dǎo)致葉圓片上浮。co2中碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是co2-c3-c5和糖類。除了光合作用產(chǎn)生

ATP,細(xì)胞呼吸也會產(chǎn)生ATP,故ATP產(chǎn)生場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。

(2)由圖可知，厚葉女貞葉圓片的上浮情況表明，不同光照下同一時間葉片上浮的數(shù)量不

同，強光照可使成熟葉片全部上浮，而弱光下，始終有部分葉片不上浮。

(3)光照40min后，與葉片存在KNaHCO,溶液清況相比，葉片在5%NaHCO3溶液中，溶

液呈明顯棕色，據(jù)此推斷40min后上浮葉片下沉的原因可能是長時間較高濃度NaHCO：溶液，

造成葉綠體等組織損傷，光合速率下降，葉片氣體外逸。

答案:(1)類囊體薄膜上氧氣，水光解過程產(chǎn)生COafJfCs和糖類細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、

葉綠體

(2)同一時間葉片上浮的數(shù)量不同而弱光下，始終有部分葉片不上浮

(3)長時間較高濃度NaHCO,溶液，造成葉綠體等組織損傷，光合速率下降，葉片氣體外

逸

考點三光合作用與細(xì)胞呼吸重點題型突破

題型一光合作用與細(xì)胞呼吸的關(guān)系

1.圖解兩大生理過程

2.比較兩種物質(zhì)的來源和去向

光合作用有氧呼吸

來源HO光解產(chǎn)生有氧呼吸第一、二階段

[H]2

去向還原c3用于第三階段還原O?

來源光反應(yīng)階段產(chǎn)生三個階段都產(chǎn)生

ATP

去向用于C3還原供能用于各項生命活動

注：(1)光合作用中產(chǎn)生的［H］是還原型輔酶H(NADPH)簡化的表示方式，而細(xì)胞呼吸中產(chǎn)

生的［H］是還原型輔酶I(NADH)簡化的表示方式，二者不是一種物質(zhì)，盡管書寫形式相同。

(2)還原氫的書寫形式一定不能寫成H、H，、H2，只能寫成［H］或NADH或NADPH。

3.分析三種元素的轉(zhuǎn)移

C：CC>2般反應(yīng)有機物典L丙酮酸皿<。2

H，Ho光反理［［［］暗反應(yīng)(CII0)有氧呼吸L、H［H］有氧呼吸［［［o

O：H0光反應(yīng)0有氧呼吸WHo有氧呼吸IICO光合作用有機物

1.如圖是某植物葉肉細(xì)胞光合作用與有氧呼吸過程中的物質(zhì)變化圖解，其中①?④表示

過程。相關(guān)敘述錯誤的是()

A.過程①③④都能合成ATP

B.過程①②③④總是同時進行

C.過程①③都在生物膜上進行

D.過程④產(chǎn)生的［H］部分來自水

解析：光反應(yīng)階段①產(chǎn)生ATP,暗反應(yīng)階段②消耗ATP，有氧呼吸③④過程均能產(chǎn)生ATP,

A正確；光照條件下，葉肉細(xì)胞內(nèi)光合作用與有氧呼吸①②③④可以同時進行，黑暗時細(xì)胞只

進行③④有氧呼吸，B錯誤；光反應(yīng)階段①發(fā)生在類囊體薄膜上，有氧呼吸第三階段③發(fā)生在

線粒體內(nèi)膜上，C正確；過程④包括有氧呼吸第一階段和第二階段，其中第一階段產(chǎn)生的［H］

來自葡萄糖，第二階段產(chǎn)生的［H］來自丙酮酸和水，D正確。

答案：B

2.(2017?高考全國卷H)下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。

據(jù)圖回答下列問題：

(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是、、、

，舊］代表的物質(zhì)主要是。

(2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，

還發(fā)生在(填“B和C”"C和D”或“B和D”).

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種情況的原因是

___________________________________________________________________________O

解析：⑴由分析可知，圖中①表示光合作用光反應(yīng)階段水光解的產(chǎn)物；②是生成還原

型輔酶U(NADPH)的反應(yīng)物NADP+；③是生成ATP的原料ADP+Pi；④代表光合作用暗反

應(yīng)階段參與固定C02的物質(zhì)c5；圖中［H］代表的物質(zhì)是呼吸作用過程中的還原型輔酶

I(NADH).(2)細(xì)胞中生成ATP的場所除葉綠體外還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(C)和線粒體(D)。(3)細(xì)胞質(zhì)

基質(zhì)中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精的原因是植物細(xì)胞缺氧，導(dǎo)致細(xì)胞進行無氧呼吸。

答案：⑴O,NADPADP+PqNADH(或還原型輔酶I)

(2)C和D

(3)在缺氧條件下進行無氧呼吸

題型二真正光合速率、凈光合速率和細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系

1.表示方法及相互關(guān)系

(1)細(xì)胞呼吸速率：植物非綠色組織(如蘋果果肉細(xì)胞)或綠色組織在黑暗條件下測得的值

——單位時間內(nèi)一定量組織的CC)2釋放量或吸收量。

(2)凈光合速率：植物綠色組織在有光條件下測得的值——單位時間內(nèi)一定量葉面積所吸

收的CC)2量或釋放的。2量。

(3)真正光合速率=凈光合速率+細(xì)胞呼吸速率。

2.判定方法

⑴根據(jù)坐標(biāo)曲線判定

①當(dāng)光照強度為0時，若CO?吸收值為負(fù)值，該值的絕對值代表細(xì)胞呼吸速率，該曲線

代表凈光合速率，如圖甲。

②當(dāng)光照強度為0時，光合速率也為0,該曲線代表真正光合速率，如圖乙。

(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定

檢測指標(biāo)細(xì)胞呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率

CO?釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量

。2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量

有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量

(3)根據(jù)實驗條件判定

實驗結(jié)果所給數(shù)值若為黑暗條件下綠色植物的測定值，則為呼吸速率；若所給數(shù)值為有

光條件下綠色植物的測定值，則為凈光合速率。

3.植物有機物積累量的計算方法

(1)持續(xù)光照條件下：有機物積累量=V\Xf。

(2)有時光照有時黑暗條件下，有以下兩種計算方法。

方法一：有機物積累量=光合作用產(chǎn)生量一呼吸作用消耗量；

方法二：有機物積累量=光照時的積累量一黑暗時的消耗量。

注意：①判斷植物體能否正常生長，即判斷植物有機物積累量是否大于0。

②注意所求與已知的物質(zhì)是否一致，如已知CO?的量，所求為葡萄糖的量，則需要借助

反應(yīng)式進行換算。

③計算結(jié)果還應(yīng)注意時間、面積、質(zhì)量、物質(zhì)的量等單位是否統(tǒng)一.

3.(2020?浙江7月選考)將某植物葉片分離得到的葉綠體，分別置于含不同蔗糖濃度的反

應(yīng)介質(zhì)溶液中，測量其光合速率，結(jié)果如圖所示。圖中光合速率用單位時間內(nèi)單位葉綠素含

量消耗的二氧化碳量表示。下列敘述正確的是（）

A.測得的該植物葉片的光合速率小于該葉片分離得到的葉綠體的光合速率

B.若分離的葉綠體中存在一定比例的破碎葉綠體，測得的光合速率與無破碎葉綠體的相

比，光合速率偏大

C.若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B?C段

對應(yīng)的關(guān)系相似

D.若該植物處于開花期，人為摘除花朵，葉片內(nèi)蔗糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中A?

B段對應(yīng)的關(guān)系相似

解析：植物葉片光合作用消耗的二氧化碳來自空氣中的二氧化碳和自身細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的

二氧化碳，測植物葉片的光合速率時，測的是密閉裝置內(nèi)二氧化碳的減少量，不包括細(xì)胞呼

吸提供的二氧化碳量，所以此數(shù)值比植物葉片光合速率的真實值?。蝗~綠體光合作用消耗的

二氧化碳全部來自空氣中的二氧化碳，測葉綠體的光合速率時，測的也是密閉裝置內(nèi)二氧化

碳的減少量,此數(shù)值可代表葉綠體光合速率的真實值，A項正確。葉綠體是光合作用的主要場

所，其結(jié)構(gòu)被破壞，會使光合速率降低，故與無破碎葉綠體的光合速率相比，存在破碎葉綠

體的光合速率偏小，B項錯誤。若該植物較長時間處于遮陰環(huán)境，光照不足，光反應(yīng)減弱，光

合速率一直處于較低水平，葉片內(nèi)蔗糖合成較少，無法達到B點水平，故葉片內(nèi)蔗糖濃度與

光合速率的關(guān)系與圖中A-B段對應(yīng)的關(guān)系相似，C項錯誤。當(dāng)植物處于開花期時，葉片合成

的蔗糖大量向花朵運輸，若此時人為摘除花朵，葉片合成的蔗糖會在葉片處積累，葉片內(nèi)蔗

糖濃度與光合速率的關(guān)系與圖中B-C段對應(yīng)的關(guān)系相似，D項錯誤。

答案：A

4.（2017?高考北京卷）某植物光合作用、呼吸作用與溫度的關(guān)系如下圖。據(jù)此，對該植物

生理特性理解錯誤的是（）

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：據(jù)圖可知，總光合作用的最適溫度約為30C,呼吸作用的最適溫度要高于50℃,

凈光合作用的最適溫度約為25c,A、B正確。在0~25℃范圍內(nèi)，隨著溫度升高，光合速率

曲線的升高幅度要遠大于呼吸速率，這說明溫度變化對光合速率的影響比對呼吸速率的大，C

正確。凈光合作用是指一定時間內(nèi)光合作用合成量與呼吸作用消耗量的差值，也稱為凈積累

量。只有凈積累量為正值時，植物才能生長。在45~50℃范圍內(nèi)，呼吸速率比光合速率大，

凈積累量為負(fù)值，植物不能生長，D錯誤。

答案：D

5.將某綠色植物放在特定的實驗裝置中，研究溫度對光合作用與呼吸作用的影響(其他實

驗條件都是理想的)，實驗以CO?的吸收量與釋放量為指標(biāo)。實驗結(jié)果如下表所示。下列對該

表數(shù)據(jù)分析正確的是()

溫度(℃)5101520253035

光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.253.753.503.00

黑暗中釋放CO2(mg/h)0.500.751.001.502.253.003.50

A.晝夜不停地光照，在35℃時該植物不能生長

B.晝夜不停地光照，在15℃時該植物生長得最快

C.每天交替進行12小時光照、12小時黑暗，在20℃時該植物積累的有機物最多

D.每天交替進行12小時光照、12小時黑暗，在30C時該植物積累的有機物是10C時的

2倍

解析:表中“光照下吸收COJmg/h)”代表的是凈光合作用速率，“黑暗中釋放CO^mg/h)”

代表的是呼吸作用速率。由表可知，在晝夜不停地光照條件下，只要凈光合速率大于0,植物

就可以正常生長，所以晝夜不停地光照，在35c時該植物能生長，A錯誤；凈光合速率越大，

植物生長越快，故晝夜不停地光照，在25℃時該植物生長得最快，B錯誤；一晝夜有機物積

累量=光照下積累的總有機物量-黑暗中消耗的總有機物量，每天光照12小時，黑暗12小

時，只需考慮一小時的光照條件下的凈光合速率和一小時呼吸速率的差值最大時，則一晝夜

的有機物積累量最大，由表格數(shù)據(jù)可知，在20℃時該植物的有機物積累量最大，C正確；每

天光照12小時，30℃時積累的有機物量是(3.50-3.00)X12=6(mg),10℃時積累的有機物量

是(1.75-0.75)X12=12(mg),即10℃時該植物積累的有機物是30℃時的2倍，D錯誤。

答案：C

題型三光合作用與細(xì)胞呼吸的“關(guān)鍵點”的移動

1.模型構(gòu)建

2.模型判斷

據(jù)圖可知,OA表示呼吸作用釋放的CO2量，由光(CO?)補償點到光9。2)飽和點圍成4BCD

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:

條件改變△面積光（CC）2）補償點光（CC）2）飽和點

適當(dāng)提高溫度減少右移左移

適當(dāng)增大光照強度（CC>2濃度）增加左移右移

適當(dāng)減少光照強度（CO?濃度）減少右移左移

植物缺少Mg元素減少右移左移

注：適當(dāng)提高溫度指在最適光合作用溫度的基礎(chǔ)上;光照強度或co2濃度的改變均是在

飽和點之前。

6.已知某植物光合作用和細(xì)胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃,如圖表示30℃時光

合作用與光照強度的關(guān)系。若溫度降到25c（原光照強度和二氧化碳濃度不變），理論如圖中相

應(yīng)點a、b、c的移動方向分別是（）

A.下移、右移、上移B.下移、左移、下移

C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移

解析：a點表示呼吸速率，b點表示光合速率=呼吸速率，c點是最大的光合速率。溫度

由30℃降為25℃，光合速率會上升，呼吸速率會下降,故a點（呼吸速率）會上移；b點會左移，

在較小的光照強度下就可以達到光補償點；因為光合速率增大，故最大光合速率會上升，故c

點會上移。

答案：C

7.如圖表示20℃時玉米光合作用強度與光照強度的關(guān)系，S］、邑、S3表示所在部位的面

積，下列說法中不正確的是（）

A.S|+$3可表示玉米呼吸作用消耗的有機物量

B.S1+S2+S3可表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量

C.邑一壬表示玉米光合作用有機物的凈積累量

D.若植株缺Mg,則B點右移、D點左移

解析：玉米在整個過程中都進行呼吸作用，并且由于溫度不變，呼吸作用強度保持不變，

因此可用1+與表示呼吸作用消耗量，A正確；$2+與表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機物總量，

B錯誤；玉米光合作用有機物凈積累量=光合作用總量-呼吸作用消耗量=52+-（5,+53）

=$2-s-C正確；若植株缺Mg,則會缺少葉綠素，達到光補償點所需的光照強度會增大，B

點右移，同時達到光飽和點所需的光照強度將會減小，D點左移，D正確。

答案：B

題型四開放和密閉環(huán)境中CC)2、。2含量晝夜變化分析

甲圖：自然環(huán)境中，一晝夜植物凈光合速率的變化曲線

乙圖：密閉環(huán)境中一晝夜CO2濃度變化曲線

1.甲、乙圖曲線各段變化的原因

甲圖乙圖

區(qū)段曲線變化原因區(qū)段曲線變化原因

a~b黑暗時僅進行細(xì)胞呼吸A?B細(xì)胞呼吸不斷產(chǎn)生co2,曲線上升

出現(xiàn)光照且逐漸增強，此時光合速

光合速率小于呼吸速率,co2釋放速

b~cB~C

率小于呼吸速率率減小，曲線上升緩慢

光合速率大于呼吸速率，植物吸收

c?d光照增強且光合速率大于呼吸速率C?D

co2,曲線下降

光合速率仍大于呼吸速率，曲線下

中午光照強，氣孔部分關(guān)閉，co2

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