高中生物《高中全程學習方略》2025版第5章　微專題五　光合作用和呼吸作用的關系及綜合應用含答案

高中生物《高中全程學習方略》2025版第5章微專題五光合作用和呼吸作用的關系及綜合應用含答案微專題五光合作用和呼吸作用的關系及綜合應用一、總(真)光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系1.三種速率的含義:(1)CO2與光合速率和呼吸速率:①總光合速率:葉綠體固定的CO2(甲+乙)。②凈光合速率:葉肉細胞吸收的CO2(甲)。③呼吸速率:線粒體產生的CO2(乙)。(2)光照強度與光合速率和呼吸速率:①總光合速率:AB;②凈光合速率:OA;③呼吸速率:OB。(3)計算公式:總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。2.三種速率的常見表示方法:項目CO2O2有機物凈光合速率吸收量釋放量積累量總光合速率固定量、利用量、消耗量產生量制造量、產生量呼吸速率產生量消耗量消耗量典題例證1.(2023·佛山高一檢測)鳶尾是一種常見的觀賞植物。白天對鳶尾植株不同部位的成熟葉片進行檢測,若不做遮光處理,一般不能直接測得的是()A.O2釋放速率 B.CO2吸收速率C.呼吸速率 D.凈光合速率【解析】選C。本題考查光合速率的測定方法。在不遮光的條件下,鳶尾植株不同部位的成熟葉片細胞會同時進行光合作用和呼吸作用,因此只能測量出鳶尾植株不同部位的成熟葉片的凈光合作用速率,凈光合速率可用單位時間內O2的釋放量、CO2的吸收量等來表示。而呼吸速率必須在黑暗條件下才能檢測,C符合題意,A、B、D不符合題意。2.(2024·昆明高一檢測)龍血樹中提取的龍血竭在《本草綱目》中被譽為“活血圣藥”,有消腫止痛、收斂止血的功效。圖甲、圖乙分別為龍血樹在不同條件下相關指標的變化曲線(單位:mmol·cm-2·h-1)。下列敘述錯誤的是()A.據圖甲分析,溫度為30℃和40℃時,葉綠體消耗CO2的速率相等B.40℃條件下,若黑夜和白天時間相等,龍血樹能正常生長C.補充適量的無機鹽可能導致圖乙中D點左移D.圖乙中影響D、E兩點光合速率的主要環(huán)境因素相同【解析】選B。葉綠體消耗CO2的速率表示總光合速率,總光合速率=呼吸速率+凈光合速率,據圖甲分析,溫度為30℃和40℃時,葉綠體消耗CO2的速率相等,A正確;40℃條件下,凈光合速率等于呼吸速率,若黑夜和白天時間相等,則植物積累有機物的量為(5+5)×12-5×24=0,故龍血樹不能正常生長,B錯誤;補充適量無機鹽可能使龍血樹的光合速率增加,則光補償點變小,D點左移,C正確;圖乙中影響D、E兩點光合速率的主要環(huán)境因素相同——光照強度,D正確。二、光合速率的測定方法1.液滴移動法:2.黑白瓶法:典題例證3.(2024·哈爾濱高一檢測)如圖是某生物興趣小組探究不同條件下光合作用和呼吸作用過程中氣體產生情況的實驗示意圖,裝置中的NaHCO3溶液可維持瓶內的CO2濃度在恒定水平。下列幾種實驗結果(給予相同的環(huán)境條件),不可能出現(xiàn)的是()A.甲、乙裝置水滴都左移B.甲、乙裝置水滴都右移C.甲裝置水滴不動,乙裝置水滴左移D.甲裝置水滴右移,乙裝置水滴左移【解析】選B。根據題意可知,裝置中的NaHCO3溶液可維持瓶內的CO2濃度在恒定水平,故甲裝置內的氣壓變化是由O2含量變化引起的。較強光照條件下(光合速率大于呼吸速率)甲裝置內水滴右移;黑暗或較弱光照條件下(光合速率小于呼吸速率)甲裝置內水滴左移;適宜光照條件下(光合速率等于呼吸速率)甲裝置內水滴不動;乙裝置內青蛙只進行細胞呼吸不進行光合作用,故乙裝置內水滴只會左移。4.用等體積的黑、白玻璃瓶從某池塘水深0.5m處的同一位置取滿水樣,密封后再置于原來的水層中。一晝夜后取出,分別測定兩瓶中的氧氣量,結果如表(不考慮化能合成作用和無氧呼吸)。下列有關分析正確的是()透光白玻璃瓶不透光黑玻璃瓶5.6mg3.8mgA.白玻璃瓶中浮游植物的細胞內產生ATP的場所是細胞質基質和線粒體B.在一晝夜后,白玻璃瓶中水樣的pH比黑玻璃瓶中的低C.在一晝夜內,黑玻璃瓶中的生物通過細胞呼吸消耗的氧氣量約為1.8mgD.在一晝夜內,白玻璃瓶中的生產者通過光合作用產生的氧氣量約為1.8mg【解析】選D。白玻璃瓶中浮游植物的細胞既可以進行光合作用,也可進行細胞呼吸,故產生ATP的場所有葉綠體、細胞質基質和線粒體,A錯誤;一晝夜后,白玻璃瓶中溶氧量增加,說明有二氧化碳的吸收,故其中水樣的pH比黑玻璃瓶中的高,B錯誤;不透光黑玻璃瓶中的起始氧氣量未知,無法計算出黑玻璃瓶中的生物通過細胞呼吸消耗的氧氣量,C錯誤;設原來瓶中溶氧量為x,一晝夜內,白玻璃瓶中生產者真正光合作用釋放的氧氣量約為凈光合作用釋放氧氣量+細胞呼吸消耗氧氣量=(5.6-x)+(x-3.8)=1.8mg,D正確?！狙a償訓練】某研究小組為測定不同光照條件下黑藻的光合速率,將等量且生理狀態(tài)相同的黑藻植株,分裝于6對黑白瓶(白瓶透光,黑瓶不透光)中,并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干凈湖水,分別置于六種不同的光照條件下,24h后6對黑白瓶中溶氧量變化情況(不考慮其他生物)如表。下列說法錯誤的是()光照強度/klx0(黑暗)abcde白瓶溶氧量/(mg·L-1)-7+0+6+8+10+10黑瓶溶氧量/(mg·L-1)-7-7-7-7-7-7A.可以根據黑瓶中溶氧量的變化來計算實驗條件下黑藻的呼吸速率B.該實驗條件下光照強度為a時,白瓶中的黑藻不能生長C.白瓶中,當光照強度為d時,若其他條件不變,顯著降低CO2濃度,短時間內葉肉細胞中C5含量減少D.可以根據白瓶中溶氧量的變化,計算不同光照強度下黑藻的凈光合速率【解析】選C。由題表分析可知,黑瓶中黑藻不能進行光合作用,只能進行細胞呼吸,其中溶氧量的減少代表水體中生物的呼吸速率,不考慮其他生物,因此可以根據黑瓶中溶氧量的變化來計算實驗條件下黑藻的呼吸速率,A正確;表中光照強度為a時,白瓶中溶解氧變化量為0,說明此時黑藻的凈光合速率為0,因此,該光照條件下的黑藻不能生長,B正確;白瓶中,當光照強度為d時,若其他條件不變,顯著降低CO2濃度,則會導致C5的消耗量減少,而C3的還原過程基本不變,因此,短時間內葉肉細胞中C5含量增加,C錯誤;綜合分析可知,白瓶中溶氧量的變化代表黑藻的凈光合速率,因此可根據白瓶中溶氧量的變化,計算不同光照強度下黑藻的凈光合速率,D正確。三、光合作用與細胞呼吸曲線中的“關鍵點”移動1.模型構建:2.關鍵點分析:項目改變條件移動呼吸速率A細胞呼吸增強下移細胞呼吸減弱上移光補償點B細胞呼吸速率增加,其他條件不變右移細胞呼吸速率基本不變,相關條件的改變使光合速率下降右移光飽和點C相關條件的改變光合速率增大右移相關條件的改變光合速率減小左移【特別提醒】光補償點和光飽和點移動的規(guī)律典題例證5.(2023·臨汾高一期末)已知某植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃,如圖表示30℃時該植株CO2吸收量與光照強度的關系。若溫度降到25℃(原光照強度和二氧化碳濃度不變),理論上圖中相應點a、b的移動方向分別是()A.下移、右移 B.下移、左移C.上移、左移 D.上移、右移【解析】選C。本題考查光照強度與光合作用的關系。由題可知,植物光合作用和細胞呼吸的最適溫度分別為25℃和30℃,該圖表示30℃時光合作用與光照強度的關系,當溫度從30℃降到25℃