2024屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題二細(xì)胞代謝第4講細(xì)胞呼吸與光合作用考點(diǎn)二細(xì)胞呼吸與光合作用的影響因素及其應(yīng)用

考點(diǎn)二細(xì)胞呼吸與光合作用的影響因素及其應(yīng)用(2023·廣東卷)光合作用機(jī)理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時(shí)，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。(光飽和點(diǎn)：光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加時(shí)的光照強(qiáng)度；光補(bǔ)償點(diǎn)：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。水稻材料葉綠素/(mg/g)類胡蘿卜素/(mg/g)eq\f(類胡蘿卜素,葉綠素)WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和________________，葉片主要吸收可見光中的________________光。(2)光照強(qiáng)度逐漸增加達(dá)到2000μmol·m－2·s－1時(shí)，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強(qiáng)度的增加而增加，比較兩者的光飽和點(diǎn)，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，可能的原因是葉綠素含量較低和________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達(dá)下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________________，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)試分析在0～50μmol·m－2·s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標(biāo)系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個(gè)科學(xué)問題：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)表格信息可知，ygl植株葉綠素含量較低且eq\f(類胡蘿卜素,葉綠素)比值比較高，故葉片呈現(xiàn)出黃綠色。葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，由ygl葉色呈黃綠可推測，主要吸收紅光和藍(lán)紫光。(2)根據(jù)圖a凈光合速率曲線變化可知，WT先到達(dá)光飽和點(diǎn)，即ygl的光飽和點(diǎn)高于WT。光補(bǔ)償點(diǎn)是光合速率等于呼吸速率的光照強(qiáng)度，據(jù)圖b和圖c可知，ygl有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)是因?yàn)槿~綠素含量較低導(dǎo)致相同光照強(qiáng)度下光合速率較低，且由圖c可知ygl呼吸速率較高。(3)凈光合速率較高則有機(jī)物的積累量較多，更有利于植株生長發(fā)育，因此產(chǎn)量較多。(4)由于ygl呼吸速率較高，且有較高的光補(bǔ)償點(diǎn)，因此在0～50μmol·m－2s－1范圍的低光照強(qiáng)度下，WT和ygl的凈光合速率如下圖：分析圖a和圖示曲線，高光照強(qiáng)度和低光照強(qiáng)度條件下WT和ygl的凈光合速率不同，根據(jù)兩圖可提出問題：為什么達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，ygl的凈光合速率高于WT?答案：(1)eq\f(類胡蘿卜素,葉綠素)比例上升紅光和藍(lán)紫(2)高于呼吸速率較高(3)有機(jī)物積累較多(4)圖見解析為什么達(dá)到光飽和點(diǎn)時(shí)，ygl的凈光合速率高于WT?1．掌握影響細(xì)胞呼吸的四類因素(1)溫度(2)O2含量(3)CO2濃度(4)含水量2．分析影響光合速率的三大因素光照強(qiáng)度①原理：主要影響光反應(yīng)階段ATP和NADPH的產(chǎn)生②分析P點(diǎn)后的限制因素：外因：溫度、CO2濃度；內(nèi)因：色素的含量、酶的數(shù)量和活性CO2的濃度①原理：影響暗反應(yīng)階段C3的生成②分析P點(diǎn)后的限制因素：外因：溫度、光照強(qiáng)度；內(nèi)因：酶的數(shù)量和活性③CO2濃度過高會抑制植物的細(xì)胞呼吸，進(jìn)而影響光合作用溫度主要影響暗反應(yīng)，通過影響酶的活性而影響光合作用3.辨明一晝夜植物代謝強(qiáng)度變化的兩條曲線曲線解讀：(1)c點(diǎn)和g點(diǎn)：光合速率等于呼吸速率。(2)c～g段：光合速率大于呼吸速率。(3)g點(diǎn)：有機(jī)物積累最多的點(diǎn)。(4)b點(diǎn)：開始進(jìn)行光合作用的點(diǎn)。(5)一晝夜后有機(jī)物有積累：甲：Ⅱ－(Ⅰ＋Ⅲ)大于0；乙：i點(diǎn)CO2濃度比a點(diǎn)時(shí)低。特別提醒(1)圖甲中c點(diǎn)和g點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)，此時(shí)光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等，分別相當(dāng)于圖乙中的c點(diǎn)和g點(diǎn)；c點(diǎn)玻璃罩內(nèi)CO2濃度最高，g點(diǎn)CO2濃度最低。(2)光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度等于植物細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，但是葉肉細(xì)胞中光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度。題點(diǎn)一：通過環(huán)境因素對細(xì)胞呼吸和光合作用的影響，考查信息獲取能力1．(2023·廣東模擬預(yù)測)蘿卜是世界古老的栽培作物之一，主要分布于歐洲大陸、北非、中亞、日本以及中國等地。下圖1代表蘿卜葉肉細(xì)胞光合作用的部分圖解，圖2表示在最適溫度條件下，蘿卜植株CO2釋放量或吸收量隨光照強(qiáng)度變化的曲線。請分析回答：(1)圖1過程發(fā)生的場所是____________，白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場所有______________________，如果其他條件不變，白天突然增加光照強(qiáng)度，短時(shí)間內(nèi)細(xì)胞中三碳化合物含量的變化趨勢為______(選填“升高”或“降低”)。(2)圖2中，C點(diǎn)后曲線保持水平不變，此時(shí)限制植物光合作用速率的主要環(huán)境因素是____________。(3)某實(shí)驗(yàn)小組為了研究鹽脅迫對某植物的影響情況，探究了不同濃度NaCl對其凈光合速率、胞間CO2濃度、光合色素含量的影響，結(jié)果如下：(假設(shè)整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度不變)請結(jié)合上圖分析，當(dāng)NaCl濃度高于50mmol/L時(shí)，隨著NaCl濃度的增加，凈光合速率下降的原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)圖1過程是光反應(yīng)，類囊體薄膜是光反應(yīng)的場所，白天葉肉細(xì)胞可進(jìn)行光合作用和呼吸作用，所以產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體，如果其他條件不變，白天突然增加光照強(qiáng)度，短時(shí)間內(nèi)三碳化合物的還原加快，但是暗反應(yīng)生成三碳化合物的速率不變，所以細(xì)胞中三碳化合物含量下降。(2)圖2表示在最適溫度條件下，蘿卜植株CO2釋放量或吸收量隨光照強(qiáng)度變化的曲線，則溫度不是限制因素，C點(diǎn)以后已經(jīng)達(dá)到光飽和點(diǎn)，則此時(shí)限制植物光合作用速率的主要環(huán)境因素是CO2的濃度。(3)據(jù)圖乙和丙可知，當(dāng)NaCl濃度高于50mmol/L時(shí)，隨著NaCl濃度的增加，胞間CO2的濃度上升，葉綠素和類胡蘿卜素的含量下降，影響了葉肉細(xì)胞的光合作用，則導(dǎo)致凈光合速率下降。答案：(1)類囊體/類囊體薄膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體降低(2)CO2濃度(3)當(dāng)NaCl濃度高于50mmol/L時(shí)，隨著NaCl濃度的增加，胞間CO2的濃度上升，葉綠素和類胡蘿卜素的含量下降，導(dǎo)致凈光合速率下降題點(diǎn)二：通過植物光合作用和呼吸作用的曲線變化，考查識圖能力和綜合應(yīng)用能力2．(2023·廣東高三統(tǒng)考)番茄含有豐富的營養(yǎng)，據(jù)營養(yǎng)學(xué)家研究測定：每人每天食用50～100克鮮番茄即可滿足人體對幾種維生素和礦物質(zhì)的需要。為了進(jìn)一步了解番茄的生理特征，某興趣小組在補(bǔ)充CO2和升高溫度條件下，測定番茄在不同時(shí)間的光合速率，結(jié)果如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)番茄果實(shí)有紅色和黃色等，果實(shí)中的色素主要分布在細(xì)胞的________(填結(jié)構(gòu)名稱)中。由圖1可知，高溫組與常溫組相比，隨著時(shí)間延長，葉片凈光合速率最先下降的是________組，該組葉片凈光合速率下降的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點(diǎn))。(2)高溫組和常溫組都補(bǔ)充CO2后，兩組葉片光合速率變化的相同點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，不同點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖2曲線表示30℃條件下測得的結(jié)果，對番茄a(bǔ)而言，假如白天和黑夜的時(shí)間各為12h，平均光照強(qiáng)度在________klx以上才能使該番茄處于生長狀態(tài)。已知番茄b光合速率和呼吸速率的最適溫度分別是25℃和30℃，若將溫度降低到25℃，其他條件不變，則理論上圖2中N點(diǎn)的位置變化是向______移動(dòng)。解析：(1)使番茄果實(shí)呈現(xiàn)紅色和黃色的色素主要分布在液泡中。由于高溫影響酶的活性，使與光合作用和呼吸作用有關(guān)的酶活性降低，同時(shí)高溫引起葉片氣孔關(guān)閉減少葉片對二氧化碳的吸收，所以和常溫組相比，隨著高溫持續(xù)時(shí)間延長，高溫組的葉片光合作用速率最先下降。(2)分析曲線可知，分別與高溫組和常溫組相比，兩組補(bǔ)充CO2后番茄光合速率均有提升，常溫＋CO2與高溫＋CO2相比，在高溫下比常溫下補(bǔ)充CO2時(shí)光合速率提升的幅度更大，效果更為顯著。(3)圖2為30℃條件下測得的曲線，縱坐標(biāo)CO2的吸收量反映的是凈光合速率。對番茄a(bǔ)而言，呼吸速率是1mg·m－2·h－1，要想使該番茄處于生長狀態(tài)，總光合速率應(yīng)大于呼吸速率，設(shè)凈光合速率為x，則假如白天和黑夜的時(shí)間各為12h，即12×(1＋x)＝24×1，解得x＝1，故平均光照強(qiáng)度在Aklx以上