2025屆高考生物二輪復(fù)習(xí)【第1部分•核心考點(diǎn)突破】專題2核心考點(diǎn)4總光合速率凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系學(xué)案(新教材)

專題2細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝核心考點(diǎn)4總光合速率凈光合速率和呼吸速率的關(guān)系1．光合作用與細(xì)胞呼吸的內(nèi)在聯(lián)系2．四種狀況下“光合與呼吸”的關(guān)系3．解讀總光合速率與呼吸速率的關(guān)系(1)A點(diǎn)：只進(jìn)行細(xì)胞呼吸。(2)AB段：總光合速率<呼吸速率。(3)B點(diǎn)：為光補(bǔ)償點(diǎn)，總光合速率＝呼吸速率。(4)B點(diǎn)以后：總光合速率>呼吸速率。(5)C點(diǎn)：C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為光飽和點(diǎn)。4．呼吸速率和凈光合速率的測(cè)定方法注：在測(cè)定了凈光合速率和呼吸速率的基礎(chǔ)上可計(jì)算得出二者之和，此即“總光合速率”。真題感悟?？碱}型光合作用和細(xì)胞呼吸的強(qiáng)弱與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系典例1(2023·湖北卷)高溫是制約世界糧食安全的因素之一，高溫往往使植物葉片變黃、變褐。研究發(fā)現(xiàn)平均氣溫每升高1℃，水稻、小麥等作物減產(chǎn)約3%～8%。關(guān)于高溫下作物減產(chǎn)的原因，下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A．呼吸作用變強(qiáng)，消耗大量養(yǎng)分B．光合作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物合成減少C．蒸騰作用增強(qiáng)，植物易失水發(fā)生萎蔫D．葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADH和ATP減少【解析】高溫使呼吸酶的活性增強(qiáng)，呼吸作用變強(qiáng)，消耗大量養(yǎng)分，A正確；高溫使氣孔導(dǎo)度變小，光合作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物合成減少，B正確；高溫使作物蒸騰作用增強(qiáng)，植物易失水發(fā)生萎蔫，C正確；高溫使作物葉綠素降解，光反應(yīng)生成的NADPH和ATP減少，D錯(cuò)誤。故選D。典例2(2023·新課標(biāo)卷)我國(guó)勞動(dòng)人民在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，積累了豐富的生產(chǎn)、生活經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)踐中應(yīng)用。生產(chǎn)和生活中常采取的一些措施如下。①低溫儲(chǔ)存，即果實(shí)、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放②春化處理，即對(duì)某些作物萌發(fā)的種子或幼苗進(jìn)行適度低溫處理③風(fēng)干儲(chǔ)藏，即小麥、玉米等種子收獲后經(jīng)適當(dāng)風(fēng)干處理后儲(chǔ)藏④光周期處理，即在作物生長(zhǎng)的某一時(shí)期控制每天光照和黑暗的相對(duì)時(shí)長(zhǎng)⑤合理密植，即栽種作物時(shí)做到密度適當(dāng)，行距、株距合理⑥間作種植，即同一生長(zhǎng)期內(nèi)，在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物關(guān)于這些措施，下列說法合理的是(A)A．措施②④分別反映了低溫和晝夜長(zhǎng)短與作物開花的關(guān)系B．措施③⑤的主要目的是降低有機(jī)物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用D．措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度【解析】措施②春化處理是為了促進(jìn)花芽形成，反映了低溫與作物開花的關(guān)系，④光周期處理，反映了晝夜長(zhǎng)短與作物開花的關(guān)系，A正確；措施③風(fēng)干儲(chǔ)藏可以減少自由水，從而減弱細(xì)胞呼吸，降低有機(jī)物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高能量利用率，促進(jìn)光合作用，B錯(cuò)誤；措施②春化處理是為了促進(jìn)花芽形成，⑤⑥的主要目的是促進(jìn)作物的光合作用，C錯(cuò)誤；措施①③的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強(qiáng)度，④光周期處理，目的是促進(jìn)或抑制植物開花，D錯(cuò)誤。故選A。典例3(2022·全國(guó)乙卷)某同學(xué)將一株生長(zhǎng)正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列解釋合理的是(D)A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率【解析】初期容器內(nèi)CO2濃度較大，光合作用強(qiáng)于呼吸作用，植物吸收CO2釋放O2，使密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降O2濃度上升，A錯(cuò)誤；由于密閉容器內(nèi)的CO2濃度下降，O2濃度上升，從而使植物光合速率逐漸降低，呼吸作用逐漸升高，直至兩者平衡趨于穩(wěn)定，B錯(cuò)誤；初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C錯(cuò)誤，D正確。典例4(2022·廣東卷)研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養(yǎng)10天后(圖a)，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)(圖b)，探究遮陰比例對(duì)植物的影響?；卮鹣铝袉栴}：(1)結(jié)果顯示，與A組相比，C組葉片葉綠素含量_高_(dá)_，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素。(2)比較圖b中B1與A組指標(biāo)的差異，并結(jié)合B2相關(guān)數(shù)據(jù)，推測(cè)B組的玉米植株可能會(huì)積累更多的_糖類等有機(jī)物__，因而生長(zhǎng)更快。(3)某興趣小組基于上述B組條件下玉米生長(zhǎng)更快的研究結(jié)果，作出該條件可能會(huì)提高作物產(chǎn)量的推測(cè)，由此設(shè)計(jì)了初步實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究：實(shí)驗(yàn)材料：選擇前期_培養(yǎng)條件__一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗90株。實(shí)驗(yàn)方法：按圖a所示的條件，分A、B、C三組培養(yǎng)玉米幼苗，每組30株；其中以_A組__為對(duì)照，并保證除_遮光比例__外其他環(huán)境條件一致。收獲后分別測(cè)量各組玉米的籽粒重量。結(jié)果統(tǒng)計(jì)：比較各組玉米的平均單株產(chǎn)量。分析討論：如果提高玉米產(chǎn)量的結(jié)論成立，下一步探究實(shí)驗(yàn)的思路是_探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少__?！窘馕觥?1)分析題圖b結(jié)果可知，培養(yǎng)10天后，A組葉綠素含量為4.2，C組葉綠素含量為4.7，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能地吸收光能。(2)比較圖b中B1葉綠素含量為5.3，B2組的葉綠素含量為3.9，A組葉綠素含量為4.2；B1組的凈光合速率為20.5，B2組的凈光合速率為7.0，B組的平均凈光合速率為(20.5＋7.0)/2＝13.75，高于A組的11.8，推測(cè)B組可能會(huì)積累更多的糖類等有機(jī)物，因而生長(zhǎng)更快。(3)為了排除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)選擇前期培養(yǎng)條件一致、生長(zhǎng)狀態(tài)相似的某玉米品種幼苗進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在重復(fù)實(shí)驗(yàn)中以A組作為對(duì)照組，B組和C組作為實(shí)驗(yàn)組，并保證除遮陰比例外其他環(huán)境條件一致；如果B組遮光條件下能提高作物產(chǎn)量，則下一步需要探究能提高作物產(chǎn)量的具體的最適遮陰比例是多少。典例5(2023·浙江1月卷)葉片是給植物其他器官提供有機(jī)物的“源”，果實(shí)是儲(chǔ)存有機(jī)物的“庫”?，F(xiàn)以某植物為材料研究不同庫源比(以果實(shí)數(shù)量與葉片數(shù)量比值表示)對(duì)葉片光合作用和光合產(chǎn)物分配的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。表1項(xiàng)目甲組乙組丙組處理庫源比1/21/41/6單位葉面積葉綠素相對(duì)含量78.775.575.0凈光合速率(μmol·m－2·s－1)9.318.998.75果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物(mg)21.9637.3866.06單果重(g)11.8112.2119.59注：①甲、乙、丙組均保留枝條頂部1個(gè)果實(shí)并分別保留大小基本一致的2、4、6片成熟葉，用13CO2供應(yīng)給各組保留的葉片進(jìn)行光合作用。②凈光合速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位葉面積從外界環(huán)境吸收的13CO2量。回答下列問題：(1)葉片葉綠素含量測(cè)定時(shí)，可先提取葉綠體色素，再進(jìn)行測(cè)定。提取葉綠體色素時(shí)，選擇乙醇作為提取液的依據(jù)是_葉綠體中的色素易溶于無水乙醇__。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2，13CO2先與葉綠體內(nèi)的_C5__結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的_ATP和NADPH__中的化學(xué)能。合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因有_研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程；研究?jī)艄夂戏e累有機(jī)物的量__(答出2點(diǎn)即可)。(3)分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率_降低__(填“升高”或“降低”)、果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量_增加__(填“增加”或“減少”)。庫源比降低導(dǎo)致果實(shí)單果重變化的原因是_庫源比降低，植株總的葉片光合作用制造的有機(jī)物增多，運(yùn)輸?shù)絾蝹€(gè)果實(shí)的有機(jī)物量增多，因此單果重量增加__。(4)為進(jìn)一步研究葉片光合產(chǎn)物的分配原則進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，庫源處理如圖所示，用13CO2供應(yīng)給保留的葉片進(jìn)行光合作用，結(jié)果見表2。表2果實(shí)位置果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物(mg)單果重(g)第1果26.9112.31第2果18.0010.43第3果2.148.19根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)的特點(diǎn)是_離葉片越近的果實(shí)分配到的有機(jī)物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機(jī)物越多__。(5)綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，下列措施中能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量(單果重10g以上為合格)的是哪一項(xiàng)？_C__。A．除草 B．遮光C．疏果 D．松土【解析】(1)葉綠體中的色素易溶于無水乙醇，因此用乙醇作為提取液。(2)研究光合產(chǎn)物從源分配到庫時(shí)，給葉片供應(yīng)13CO2,13CO2先與葉綠體內(nèi)的C5結(jié)合而被固定，形成的產(chǎn)物還原為糖需接受光反應(yīng)合成的ATP和NADPH中的化學(xué)能，合成的糖分子運(yùn)輸?shù)焦麑?shí)等庫中。在本實(shí)驗(yàn)中，選用13CO2的原因有研究光合產(chǎn)物從源分配到庫生成過程，研究?jī)艄夂戏e累有機(jī)物的量等。(3)分析實(shí)驗(yàn)甲、乙、丙組結(jié)果可知，隨著該植物庫源比降低，葉凈光合速率降低；果實(shí)中含13C光合產(chǎn)物的量增多；庫源比降低導(dǎo)致果實(shí)單果重變化的原因是植株總的葉片光合作用制造的有機(jī)物增多，運(yùn)輸?shù)絾蝹€(gè)果實(shí)的有機(jī)物量增多，因此單果重量增加。(4)根據(jù)表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從庫與源的距離分析，葉片光合產(chǎn)物分配給果實(shí)的特點(diǎn)是離葉片越近的果實(shí)分配到的有機(jī)物越多，即庫與源距離越近，庫得到的有機(jī)物越多。(5)綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從調(diào)整庫源比分析，能提高單枝的合格果實(shí)產(chǎn)量的是疏果，