届二轮复习 光合作用和呼吸作用的联系及应用 教案适用全国.docx

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届二轮复习光合作用和呼吸作用的联系及应用教案适用全国

解密08光合作用和呼吸作用的联系及应用

高考考点

考查内容

三年高考探源

考查频率

光合作用的影响因素及应用

1．掌握光合作用的影响因素及应用

2．理解光合作用和细胞呼吸的关系

3．掌握测定净光合速率的方法及有关曲线的意义

2018江苏卷·18

2018全国Ⅲ卷·29

2018全国Ⅰ卷·8

2018江苏卷·29

2017新课标I·30

2017江苏卷·29

2016·高考全国卷Ⅱ·31

★★★★★

光合作用和细胞呼吸的关系

★★★★★

测定净光合速率的方法及有机物变化曲线分析

★★★★☆

考点1光合作用的影响因素及应用

1．内部因素

（1）与植物自身的遗传特性有关，如阴生植物和阳生植物，如图1所示。

（2）植物叶片的叶龄、叶面积指数也会制约光合作用，如图2、图3所示。

2．外界因素对光合速率的影响

（1）单因素对光合速率的影响

因素

图像及原理分析

关键点及线段

应用

光照强度

光照强度通过影响光反应速率，影响ATP及[H]的产生速率，进而影响暗反应速率

①A—细胞呼吸强度，B—光补偿点，C—光饱和点；

②AC段，光合作用速率随光照强度的增加而增加；

③C点后光合作用速率不再随光照强度的增加而变化；

④阴生植物的B点前移，C点较低，如图中虚线所示

间作套种时农作物的种类搭配、林带树种的配置等都是这一原理的具体运用

温度

温度通过影响酶的活性进而影响光合作用速率（主要是暗反应）

①B点对应的温度为最适生长温度；

②AB段，随温度升高光合作用速率升高；

③BC段，随温度升高光合作用速率降低

①冬天利用温室大棚提高温度，促进植物生长；②温室中，增加昼夜温差，减少夜晚有机物的消耗，有利于有机物的积累

CO2浓度、矿质离子浓度

CO2浓度影响暗反应中CO2的固定，矿质离子影响与光合作用有关的色素、酶、膜结构的形成

①AB段，随CO2浓度或矿质离子浓度的增加光合作用速率升高；

②B点后，随CO2浓度的增加光合作用速率不再升高；

③B点后，随矿质离子浓度的增加光合作用速率下降（细胞失水）

①增加大田中的空气流动，以增加CO2浓度；

②温室中可使用CO2发生器，以增加CO2浓度；

③合理施肥，补充土壤中的矿质元素

绿叶的面积

叶面积指数＝叶片总面积/土地面积通过影响光合作用强度及细胞呼吸强度来影响干物质的积累。

图中阴影部分面积即干物质的积累量

①OB段，随叶面积指数的不断增大，进行光合作用的叶片面积也在增加，总光合作用速率增加；

②BA段，随叶面积指数的不断增大，叶片重叠较严重，进行光合作用的叶片面积基本不再增加，总光合作用速率几乎不增加；

③OA段，随叶面积指数的增大，进行细胞呼吸的叶片面积增加，总呼吸速率增加

适当间苗，合理密植，适当修剪，避免徒长

（2）多因素对光合速率的影响

图像

含义

P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随该因子的不断加强，光合速率不断提高；Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，影响因素为坐标图中所标示出的其他因子

应用

温室栽培时，在一定光照强度下，白天可适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当补充CO2，进一步提高光合速率；当温度适宜时，可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率

调研1探究钾盐对荔枝光合作用的影响，研究小组将大小一致的荔枝植株先停止施肥5个月，再移栽至盆中，均分成甲、乙、丙三组，依次施加氯化钾0g、70g、70g。

实验重复4次。

结果如下图所示。

（注：

丙组不含N、P，甲乙两组含适宜N、P）请据图回答下列问题：

（1）荔枝对土壤中的无机盐选择性吸收取决于_______________；给植物施肥用量不能太大，其原因是___________。

（2）图中丙组的光合速率显著低于乙组，结合实验过程分析可能原因是___________。

（3）比较甲、乙、丙三组实验结果，施加氯化钾的作用是___________，从而使荔枝的净光合速率提高，在___________的条件下，会使氯化钾的作用明显加强。

（4）题中所述实验方案能减少实验误差的措施有_____________________（答两条）。

【答案】

（1）根细胞膜上载体的种类和数量施肥量过大，植物细胞会发生渗透失水而出现烧苗现象

（2）丙组植物含氮、磷不足，叶绿素及酶的含量减少

（3）能明显降低荔枝的呼吸作用速率含适宜N、P

（4）处理前先停止施肥5个月，再移栽至盆中；均等分组；整个实验重复4次

调研2科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响，得到实验结果如图。

据图回答下列问题：

（1）光照强度为a时，限制光合作用的环境因素主要是________，其直接影响是使光合作用产生的________和ATP过少，进一步限制了光合作用下一反应阶段中________过程速率。

（2）光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ、曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因分别是________和________不同。

（3）根据上述已有条件，在光照强度为c时，________（填“能”或“不能”）确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ哪种条件下人们获得的光合产物较多。

【答案】

（1）光照强度[H]C3还原

（2）温度CO2浓度

（3）不能

考点2光合作用与细胞呼吸的关系

1．光合作用与有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源与去路

项目

来源

去路

[H]

光合作用

光反应中水的光解

作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原

有氧呼吸

第一、第二阶段产生

用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量

ATP

光合作用

光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素吸收的太阳能

用于暗反应阶段C3的还原，以稳定的化学能的形式储存于有机物中

有氧呼吸

第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的能量最多。

能量来自有机物的氧化分解

作为能量“通货”，用于各项生命活动

2．常考易错的植物“三率”

（1）植物“三率”间的内在关系

①呼吸速率：

植物非绿色组织（如苹果果肉细胞）或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。

②净光合速率：

植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。

③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

（2）植物“三率”的判定

①根据坐标曲线判定：

当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值绝对值代表呼吸速率。

②根据关键词判定

检测指标

呼吸速率

净光合速率

真正（总）光合速率

CO2

释放量（黑暗）

吸收量

利用量、固定量、消耗量

O2

吸收量（黑暗）

释放量

产生量

有机物

消耗量（黑暗）

积累量

制造量、产生量

3．光合作用和细胞呼吸综合曲线解读

（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数值为呼吸速率（A点）。

（2）绿色组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。

（3）各点（段）的光合作用和呼吸作用分析

曲线对应点

细胞生理活动

ATP产生场所

植物组织外观表现

图示

A点

只进行细胞呼吸，不进行光合作用

胞质基质和线粒体

从外界吸收O2，向外界排出CO2

AB段（不含A、B点）

呼吸量>光合量

细胞质基质、线粒体、叶绿体

从外界吸收O2，向外界排出CO2

B点

光合量＝呼吸量

与外界不发生气体交换

B点之后

光合量>呼吸量

从外界吸收CO2，向外界释放O2——此时植物可更新空气

【易混易错】

光合与呼吸曲线分析的2个易错点

（1）植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量”。

如下图中n值为净光合速率（虚线表示），n值＝总光合速率－呼吸速率。

（2）解答与呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息

①光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起可作为呼吸强度指标。

②光照下吸收CO2量应为净光合量。

③光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。

调研1将长势相似的甲、乙两株同种植物分别置于两个同样大小密闭的透明玻璃罩A、B中，甲给予适宜强度的光照，乙遮光（黑暗）处理，其他条件相同，培养一段时间。

下列分析正确的是

A．A玻璃罩中的CO2含量将持续降低

B．B玻璃罩中植株在存活期间的干重将持续降低

C．甲、乙两植株的叶肉细胞中形成ATP的场所均不同

D．甲植株的光合作用强度不会等于呼吸作用强度

【答案】B

调研2光合作用与细胞呼吸是植物体的两个重要生理活动，图甲表示绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间的关系。

图乙表示在光照充足、CO2浓度适宜的条件下，温度对某植物的光合作用速率和呼吸作用速率的影响，图中实线表示实际光合作用速率，虚线表示呼吸作用速率。

据图分析回答下列问题：

（1）图甲中，①～⑤过程（仅考虑有氧条件）中能使ADP含量减少的过程是________（写标号），②过程中发生的能量变化是________，④过程可发生在植物细胞的________中。

（2）分析图乙可知，光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与________作用有关的酶对高温更为敏感；在光合作用和呼吸作用过程中，有关酶的作用机理是______________。

（3）若昼夜不停地光照，图乙植物生长的最适宜温度约是________；若温度保持在25℃的条件下，长时间每天交替进行12h光照、12h黑暗，该植物________（填“能”或“不能”）正常生长；若该植物在密闭环境中，温度为40℃时，体内最可能积累________。

【答案】

（1）①③④（ATP中）活跃的化学能转化为（葡萄糖或有机物中）稳定的化学能

线粒体

（2）光合降低化学反应的活化能

（3）30℃能酒精

【解析】

（1）图示①②③④⑤分别为光合作用光反应阶段、暗反应阶段的还原反应、有氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的第二阶段、暗反应阶段中二氧化碳的固定，其中①③④过程产生ATP，消耗ADP，ADP含量减少。

光合作用暗反应阶段的还原反应消耗光反应阶段产生的ATP和[H]，生成有机物，将（ATP中）活跃的化学能转化为（葡萄糖或有机物中）稳定的化学能。

植物细胞中有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中。

（2）温度超过50℃时，光合作用速率降为0，呼吸作用还可进行，说明与光合作用有关的酶对温度较为敏感。

（3）有机物积累量＝光合作用制造的有机物量－呼吸作用消耗的有机物量，二者差值越大，单位时间积累的有机物越多，植物生长越快，由图可以直接看出，30℃时植物积累的有机物最多，生长最快。

在25℃条件下，进行12小时光照，光合作用吸收的二氧化碳相对量为6×12＝72；呼吸作用进行了24小时，释放的二氧化碳相对量为2×24＝48，光合作用制造的有机物的量大于呼吸作用消耗的有机物的量，该植物能够正常生长。

温度为40℃时，由于呼吸作用强度大于光合作用强度，呼吸作用过程中消耗的氧气量多于光合作用过程中产生的氧气量，密闭容器中的氧气浓度逐渐降低，该植物会由于氧气供应不足而进行无氧呼吸积累酒精。

考点3测定净光合速率的方法及有机物变化曲线分析

1．测定净光合速率的方法

（1）NaHCO3溶液作用：

烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。

（2）植物净光合速率测定指标：

植物光合作用释放氧气，使容器内