專題08光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用講（原卷版）

專題08光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用（講）講考綱考情講考綱考情1.最新考綱（1）光合作用的基本過程Ⅱ（2）影響光合作用速率的環(huán)境因素（3）實驗：葉綠體色素的提取和分離2.最近考情2021全國乙卷(29)、2020全國卷Ⅰ(30)、2020全國卷Ⅲ(29)2019全國卷Ⅰ(3、29)、2019全國卷Ⅱ(31)、2018全國卷Ⅰ(30)2018全國卷Ⅱ(30)、2018全國卷Ⅲ(29)、2017全國卷Ⅰ(30)2017全國卷Ⅱ(29)、2017全國卷Ⅲ(2)講核心素養(yǎng)講核心素養(yǎng)1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；物質(zhì)與能量觀：通過光合作用合成有機(jī)物，儲存能量2.科學(xué)思維——分類與比較：比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)，掌握光合作用的過程分析與綜合：通過曲線圖分析光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等對光合作用的影響3.科學(xué)探究——表達(dá)與交流：分析色素的提取與分離的結(jié)果，制訂實驗方案；探究環(huán)境因素對光合作用的影響4.社會責(zé)任——社會應(yīng)用：光合作用的原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用構(gòu)思維導(dǎo)圖構(gòu)思維導(dǎo)圖考點一：光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·河南高一月考）下列關(guān)于光合作用與呼吸作用的關(guān)系，敘述正確的是（C）A．甲乙分別表示葉綠體和線粒體，且一定為高等植物B．綠色植物光合作用利用的CO2全部來自于有氧呼吸C．高等植物細(xì)胞將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一定與甲有關(guān)D．乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反應(yīng)階段知識總結(jié)知識總結(jié)（一）各種元素的聯(lián)系【科學(xué)思維】（二）[H]和ATP的聯(lián)系【科學(xué)思維】比較項目來源去路[H]光合作用產(chǎn)生于用于有氧呼吸產(chǎn)生于消耗于ATP光合作用產(chǎn)生于階段，其中的能量來自能主要用于（僅在葉綠體中使用）有氧呼吸三個階段均能產(chǎn)生，但第階段相對較多用于（三）能量的聯(lián)系【科學(xué)思維】【變式訓(xùn)練】（2021·天津高三三模）下圖表示植物葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過程中氫元素的轉(zhuǎn)移途徑，相關(guān)敘述不正確的是（）A.過程①④在生物膜上進(jìn)行B.光合作用的原料H2O中的氧可以依次經(jīng)過①②③④轉(zhuǎn)移到細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物H2O中C.植物體光補(bǔ)償點時，葉肉細(xì)胞內(nèi)的過程③④中合成的ATP少于過程①合成的ATPD.過程①②③④都有能量的轉(zhuǎn)化考點二：光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)曲線核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·汪清縣汪清第六中學(xué)高三一模）下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線分別表示夏季某一天24小時的溫度、某植物的真正光合速率、凈光合速率的變化，以下分析錯誤的是（）A.圖中曲線Ⅲ在a點上升的原因是溫度下降，細(xì)胞呼吸減弱B.圖中曲線Ⅲ在12點左右d點下降的原因是溫度過高，氣孔關(guān)閉C.葉肉細(xì)胞在圖中的c、e兩點的光合速率大于呼吸速率D.與d點相比，e點ATP的含量下降，C3還原的速率下降知識總結(jié)知識總結(jié)（一）“三率”曲線【科學(xué)思維】A點：只進(jìn)行,OA的距離表示；（見圖1）AB段：光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物正常生長，甚至；對外表現(xiàn)為：；（見圖2）B點：稱為，此光照強(qiáng)度下光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物；對外表現(xiàn)為：；（見圖3）BC段：光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物生長；對外表現(xiàn)為：；（見圖4）C點：該點縱坐標(biāo)讀數(shù)表示。該點之后不再受影響，而受等的限制。E點：稱為，其含義為：。【知識拓展】變式曲線注意：CO2濃度要達(dá)到一定數(shù)值才能進(jìn)行暗反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練】（2021·上海高二二模）其他條件適宜情況下，光照強(qiáng)度對水稻植株CO2吸收量（釋放量）的影響如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.b點時，葉肉細(xì)胞中光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度B.在C點時突然降低光照強(qiáng)度，短時間內(nèi)C3含量會降低C.a點時，產(chǎn)生ATP的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體D.適當(dāng)升高溫度和二氧化碳濃度，c點將向右上方移動（二）夏季晴朗的一天CO2量的變化【科學(xué)思維】a點：24時，CO2釋放量減??；（原因：）b點：6時左右，進(jìn)行光合作用；（現(xiàn)象：）c點：7時左右，光合速率呼吸速率；（此時的光照強(qiáng)度對應(yīng)：點）d點：12時左右，光合作用減弱；（直接原因：）（間接原因：）ce：718時，光合速率呼吸速率；e點：18時左右，光合速率呼吸速率，有機(jī)物積累量；（此時的光照強(qiáng)度對應(yīng)：點）eg：18時以后，光合速率呼吸速率，最后光合作用，f點后只進(jìn)行。（其中f點的現(xiàn)象為：）【變式訓(xùn)練】（2021·浙江紹興市·高一期末）在春末晴朗白天，測定某蔬菜基地中大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用速率（總光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率之差），結(jié)果見圖（假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同；植株大小一致、生長正常，栽培管理條件相同），以下說法錯誤的是（）A.曲線a中，與11時相比，13時植株葉綠體內(nèi)三碳酸相對含量減少B.曲線b中，在6時和18時植株中有機(jī)物含量大致相等C.曲線b的峰值低于曲線a，其中兩個主要決定因素是光照強(qiáng)度和空氣中CO2含量D.曲線c高于曲線b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP和NADPH用于三碳酸還原（三）密閉環(huán)境下，一晝夜CO2的變化【科學(xué)思維】MA：光合速率呼吸速率A：光合速率呼吸速率AB：光合速率呼吸速率B：光合速率呼吸速率BN：光合速率呼吸速率如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量?！局R拓展】變式曲線MA：光合速率呼吸速率A：光合速率呼吸速率AB：光合速率呼吸速率B：光合速率呼吸速率BN：光合速率呼吸速率如果N點低于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點高于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點等于M點，說明經(jīng)過一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量。【變式訓(xùn)練】（2021·廣東廣州市華南師大附中高三三模）將生長狀況一致的番茄苗均分為兩組，一組正常培養(yǎng)，一組在缺鎂條件下培養(yǎng)，然后移入相同的兩個密閉玻璃容器中并置于室外（晴天），測定容器中一天CO2濃度的變化，結(jié)果如下圖。據(jù)此可推斷（）A.Ⅰ組為缺鎂培養(yǎng)組、Ⅱ組為正常組 B.番茄苗在A1、A2點開始光合作用C.B2點時番茄苗氧氣凈吸收量為0 D.該條件下兩組植物苗能持續(xù)正常生長【知識拓展】（一）植株和葉肉細(xì)胞中的“光合速率=呼吸速率”1.當(dāng)植株（葉片）中的光合速率＝呼吸速率時，葉肉細(xì)胞中的中的光合速率呼吸速率；2.當(dāng)葉肉細(xì)胞中的光合速率＝呼吸速率時，植株（葉片）中的中的光合速率呼吸速率；（原因：植株和葉片中有一些細(xì)胞是不能進(jìn)行光合作用的，如細(xì)胞等非綠色部分。）（二）提高大棚內(nèi)農(nóng)作物產(chǎn)量的途徑途徑具體方法和注意事項增大光合面積夜間：最好選擇日光燈間隔照射，時間不能太長，保證經(jīng)濟(jì)效益增大光合面積：種群距離要適度，避免植物相互遮光造成減產(chǎn)：要選擇合適的兩種作物，減少競爭導(dǎo)致的減產(chǎn)提高光合速率：如適當(dāng)通風(fēng)、施用農(nóng)家肥：如農(nóng)家肥和化肥配合使用，還要避免施肥過度造成“燒苗”提高凈光合速率：白天適當(dāng)升溫；夜間適當(dāng)降溫,增加有機(jī)物的積累量【變式訓(xùn)練】（2021·湖北高三其他模擬）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民會采取一些措施來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。下列措施不能達(dá)到增產(chǎn)目的的是（）A.棉花長到一定高度，農(nóng)民會將棉花下部衰老的葉片去掉B.將種植在華北地區(qū)的油菜引種到適宜油菜生長的吐魯番地區(qū)C.早春，在CO2含量相對較髙的早晨通風(fēng)，增加溫室中CO2含量D.對玉米合理密植，并在生長旺盛階段澆水、施肥考點三：光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)題型核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·安徽蚌埠市高三模擬）下圖甲為光照強(qiáng)度對小麥光合速率影響的曲線圖，圖乙是小麥葉肉細(xì)胞的部分代謝過程。據(jù)圖分析，下列說法錯誤的是（）A.圖乙中物質(zhì)A產(chǎn)生場所是葉綠體類囊體薄膜，消耗場所是線粒體內(nèi)膜B.圖甲中b點對應(yīng)的光照強(qiáng)度可使葉肉細(xì)胞處于圖乙所示的生理狀態(tài)下C.圖乙中線粒體產(chǎn)生的ATP可用于葉肉細(xì)胞對物質(zhì)A和物質(zhì)B的運(yùn)輸D.光照強(qiáng)度為600Klx時，小麥固定CO2的速率為23umol/(㎡·s）知識總結(jié)知識總結(jié)（一）過程類【生命觀念】【例】如圖為甘蔗某一葉肉細(xì)胞內(nèi)的一系列反應(yīng)過程，下列說法錯誤的是（）A.過程①中葉綠體中的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光B.過程①產(chǎn)生[H]，過程②消耗[H]，過程③既產(chǎn)生也消耗[H]C.過程②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過程③發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中D.若過程②的速率大于過程③的速率，則甘蔗的干重就會增加（二）曲線分析類【科學(xué)思維】【例】下圖是光照強(qiáng)度與光合速率關(guān)系圖，下列說法錯誤的是（）A.當(dāng)光照強(qiáng)度＜A時,光合速率＜呼吸速率B.當(dāng)光照強(qiáng)度＝A時,呼吸作用釋放出的CO2＝光合作用同化的CO2C.當(dāng)A＜光照強(qiáng)度＜B時,植物葉片吸收CO2D.B點以后,限制光合作用的因素包括光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等（三）點的移動類【科學(xué)思維】情境一：若因某條件改變使呼吸速率下降，其他條件不變，則：A點，B點，C點；【解析】A點：取決于呼吸速率B點：總光合速率=呼吸速率C點：凈光合速率=總光合速率－呼吸速率情境二：若呼吸速率基本不變，非橫坐標(biāo)因素的改變使總光合速率下降時（如缺鎂），A點，B點，C點?！窘馕觥緼點：取決于呼吸速率B點：總光合速率=呼吸速率上下：凈光合速率=總光合速率－呼吸速率C點左右：光飽和點（取決于總光合速率）【例】已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，下圖表示25℃時光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度升到30℃(原光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點A、B、D移動方向分別為（）A.下移、右移、下移B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移D.上移、右移、上移（四）計算類【科學(xué)思維】【例】下圖是通過某裝置測量的在不同光照強(qiáng)度下，通過計算而繪制的光照強(qiáng)度與CO2相對量曲線圖。如要裝置內(nèi)的植物的干質(zhì)量在024h內(nèi)始終不低于0h前，理論上一天最多能暗處理（）A.14.4小時B.14.6小時C.14.8小時D.15.0小時（五）面積類【科學(xué)思維】【例】下圖表示20℃時玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說法中不正確的是（）A.S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有機(jī)物量B.S2＋S3可表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量C.S2－S1表示玉米光合作用有機(jī)物的凈積累量D.若植株缺Mg，則B點右移，D點右移【變式訓(xùn)練】（2021·浙江模擬）在光照恒定、最適溫度條件下，某研究小組用甲圖的實驗裝置測量1小時內(nèi)密閉容器中CO2的變化量，繪成曲線如乙圖所示。下列敘述錯誤的是（）A.a～b段，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類囊體膜運(yùn)輸B.該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50ppmCO2/minC.適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實驗，該植物光合作用的光飽和點將下降D.若第10min時突然黑暗，葉綠體基質(zhì)中三碳酸的含量將增加考點四：探究——光合速率的測定核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·重慶市實驗中學(xué)高三三模）研究小組同學(xué)研究某湖泊中X深度水層中，生物的光合作用和有氧呼吸，設(shè)計了如下操作：①取三個相同的透明玻璃瓶標(biāo)號a、b、c，并將a用不透光的黑布包起來；②將a、b、c三個瓶子均在湖中X深度取滿水，并測定c瓶中水的溶氧量；③將a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24小時后取出；④測定a、b兩瓶中水的溶氧量，三個瓶子的測量結(jié)果如圖所示。則以下對24小時內(nèi)X深度水體中生物光合作用和有氧呼吸情況的分析，正確的是（）A.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為（kv）mol/瓶B.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為（kw）mol/瓶C.有氧呼吸消耗的氧氣量為（kv）mol/瓶D.有氧呼吸消耗的氧氣量為vmol/瓶知識總結(jié)知識總結(jié)（一）有色液滴法【科學(xué)探究】1.NaHCO3溶液作用：；2.測定指標(biāo)：（單位時間內(nèi)有色液滴右/左移的體積）3.條件：4.誤差：測量值（凈光合）實際值（總光合）（原因：）【知識拓展】總光合速率的測定將上述裝置放在黑暗條件下，液滴單位時間內(nèi)左移的距離即為速率，與凈光合速率就能算出總光合速率。裝置模型注意：若設(shè)置校正裝置，則可。【變式訓(xùn)練】（2021·湖北高三其他模擬）如圖為某興趣小組探究綠色植物生理作用所用到的實驗裝置，I所給的條件有：①遮光；②適宜光照；Ⅱ燒杯中的物質(zhì)有；③NaOH溶液；④CO2緩沖液；⑤蒸餾水，當(dāng)呼吸作用以葡萄糖為底物時（不考慮產(chǎn)乳酸的呼吸），下列實驗沒計方案不能達(dá)到目的是（）A.實驗一①③，實驗二②④，探究葉綠體內(nèi)氧氣的釋放速率B.實驗一①③，實驗二①④，探究植株可能進(jìn)行的呼吸類型C.實驗一②③，實驗二②④，驗證CO2是植物光合作用的原料D.實驗一①③，實驗二①⑤，探究有氧呼吸和無氧呼吸消耗糖的比例（二）黑白瓶法【科學(xué)探究】瓶身是否放入長勢良好的植物放入適宜水深測定時間測定項目取值表示量A黑瓶不放相同放入時測定水中溶氧量水中溶氧量為：量B黑瓶放入相同一段時間后測定水中溶氧量與初始值的差值為：量C白瓶放入相同與B瓶相同時間后測定水中溶氧量與初始值的差值為：量黑白瓶法的應(yīng)用：設(shè)初始值為x，白瓶現(xiàn)有量為M白，黑瓶現(xiàn)有量為M黑，則：總光合量=？【解析】凈光合量=呼吸量=總光合量===提醒：①若有初始值，可推出呼吸量和凈光合量；