2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用4能量之源-光與光合作用教案新人教版必修1

PAGE20-能量之源——光與光合作用考點一光合作用的過程1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程圖解：2.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)分與聯(lián)系：階段光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變更①水的光解：H2O[H]+O2②ATP的合成：ADP+PiATP①CO2的固定：CO2+C52C3②C3的還原：2C3(CH2O)+C5能量轉(zhuǎn)化光能→ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能→有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)[H]和ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP和Pi、NADP+3.利用同位素標(biāo)記法推斷光合作用C、H、O的轉(zhuǎn)移途徑：(1)H：3H2O[3H](C3H2O)。(2)C：14CO214C3(14CH2O)。(3)O：H218O18O2；C18O2C3(CH182O)。4.環(huán)境變更時間合作用各物質(zhì)含量的變更分析：(1)分析方法：須要從物質(zhì)的生成和消耗兩個方向綜合分析。示例：CO2供應(yīng)正常、光照停止時，C3的含量變更狀況：(2)結(jié)果：變更條件C3C5[H]和ATP(CH2O)CO2供應(yīng)不變光照強→弱增加削減削減削減光照弱→強削減增加增加增加光照不變CO2充足→不足削減增加增加削減CO2不足→足夠增加削減削減增加【高考警示】光合作用過程的三點提示(1)光反應(yīng)階段產(chǎn)生的[H]既可作還原劑，又可供應(yīng)能量；ATP不僅用于暗反應(yīng)階段C3的還原，還用于葉綠體中蛋白質(zhì)、核酸的合成。(2)色素汲取光能不須要酶，但把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能須要酶。光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程均須要酶的催化。(3)光反應(yīng)在光照條件下才能進(jìn)行；暗反應(yīng)不須要光，但在光下可以進(jìn)行。若植物長期處于黑暗中，由于缺乏光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，則暗反應(yīng)不能進(jìn)行。【典例】(2024·江蘇高考)葉綠體中催化CO2固定的酶R由葉綠體DNA編碼的大亞基和細(xì)胞核DNA編碼的小亞基共同組裝而成，其合成過程及部分相關(guān)代謝途徑如圖所示。請回答下列問題：(1)合成酶R時，細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息___________到RNA上，RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后指導(dǎo)多肽鏈合成；在葉綠體中，參加大亞基肽鏈合成的RNA中，種類最多的是___________。

(2)進(jìn)行光合作用時，組裝完成的酶R需ATP參加激活，光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能是在___________(填場所)上完成的。活化的酶R催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ還原為三碳糖(C3-Ⅱ)，這一步驟須要________作為還原劑。在葉綠體中C3-Ⅱ除了進(jìn)一步合成淀粉外，還必需合成化合物X以維持卡爾文循環(huán)，X為_______________。

(3)作為光合作用的重要成分，X在葉綠體中的濃度受多種因素調(diào)控，下列環(huán)境條件和物質(zhì)代謝過程，與X濃度相關(guān)的有___________(填序號)。

①外界環(huán)境的CO2濃度②葉綠體接受的光照強度③受磷酸根離子濃度調(diào)整的C3-Ⅱ輸出速度④酶R催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物的強度(4)光合作用旺盛時，許多植物合成的糖類通常會以淀粉的形式臨時儲存在葉綠體中，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體___________。

【解析】(1)據(jù)圖分析可知，細(xì)胞核DNA編碼小亞基的遺傳信息轉(zhuǎn)錄到RNA上，再通過核糖體上的翻譯形成小亞基。葉綠體編碼大亞基的DNA，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯，形成大亞基，在此過程中須要一種mRNA，多種tRNA，故須要RNA種類最多的是tRNA。(2)ATP是在光合作用光反應(yīng)階段合成的，場所是在葉綠體的類囊體薄膜?；罨拿窻催化CO2固定產(chǎn)生C3化合物(C3-Ⅰ)，C3-Ⅰ被還原為三碳糖(C3-Ⅱ)，這一步驟須要[H]作為還原劑。從圖中分析，C3化合物還原的產(chǎn)物除了C3-Ⅱ還有C5，X為C5。(3)外界環(huán)境的CO2濃度，干脆影響CO2的固定，間接影響C3的還原，進(jìn)而影響C5的濃度，故①符合題意；葉綠體接受的光照強度，干脆影響光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]和ATP，間接影響C3的還原，進(jìn)而影響C5的濃度，故②符合題意；磷酸根離子濃度干脆影響C3-Ⅱ輸出速度，進(jìn)而影響C5的濃度，故③符合題意；酶R能催化X與O2結(jié)合產(chǎn)生C2化合物，這種結(jié)合的強度會影響X的濃度，故④符合題意。(4)光合作用合成的糖類，假如以大量可溶性糖的形式存在，則可能導(dǎo)致葉綠體吸水漲破。答案：(1)轉(zhuǎn)錄tRNA(2)類囊體[H]C5(五碳化合物)(3)①②③④(4)吸水漲破(1)結(jié)合上題圖示分析突然停止CO2的供應(yīng)，短時間內(nèi)葉綠體中[H]含量會怎樣變更？提示：突然停止供應(yīng)CO2，暗反應(yīng)受到抑制，[H]的消耗速率下降，但合成速率短暫不變，[H]含量增多。(2)上題圖中淀粉是該植物光合作用產(chǎn)生的有機物，此外還有其他有機物嗎？提示：光合作用產(chǎn)生的有機物主要是糖類(淀粉等)，也可合成蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等有機物。(3)如何證明上題圖中淀粉中的碳來源于CO2？提示：用14C標(biāo)記CO2中的C，若淀粉中含有14C，則證明淀粉中的碳來源于CO2。(2024·全國卷Ⅰ)將一株質(zhì)量為20g的黃瓜幼苗栽種在光照等相宜的環(huán)境中，一段時間后植株達(dá)到40g，其增加的質(zhì)量來自 ()A.水、礦質(zhì)元素和空氣 B.光、礦質(zhì)元素和水C.水、礦質(zhì)元素和土壤 D.光、礦質(zhì)元素和空氣【解析】選A。植物生長過程中增重主要通過光合作用制造有機物，其主要過程是利用光能，將CO2和水合成儲存能量的有機物，其中CO2來自空氣。另外，植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等有機物的合成還須要礦質(zhì)元素，故A項正確?！炯庸逃?xùn)練】1.(2024·新鄉(xiāng)模擬)綠色植物在進(jìn)行光合作用時以H2O為供氫體，而光合細(xì)菌以H2S為供氫體進(jìn)行光合作用。以下有關(guān)光合細(xì)菌的說法合理的是 ()A.沒有成形的細(xì)胞核，擬核中分布著多條線狀DNAB.以H2S為供氫體進(jìn)行光合作用時，無法產(chǎn)生O2C.利用H2S作為原料，其光合作用的產(chǎn)物不行能是糖類D.生存須要光照條件，體內(nèi)的葉綠體是光合作用的場所【解析】選B。綠色植物以H2O為供氫體進(jìn)行光合作用時能產(chǎn)生O2，而光合細(xì)菌以H2S為供氫體進(jìn)行光合作用時無法產(chǎn)生O2，B合理。細(xì)菌屬于原核生物，其沒有葉綠體，擬核中分布著一個大型環(huán)狀DNA分子，以H2S作為原料時，其光合產(chǎn)物仍可能是糖類，A、C、D不合理。2.下圖為光合作用過程示意圖，在相宜條件下栽培小麥，假如突然將c降低至極低水平(其他條件不變)，則a、b在葉綠體中含量的變更將會是 ()A.a上升、b下降 B.a、b都上升C.a、b都下降 D.a下降、b上升【解析】選B。由圖解分析，c是CO2，a和b分別是[H]、ATP，若在其他條件不變的狀況下，將c降低至極低水平，CO2的固定減弱，C3還原減慢，消耗[H]和ATP削減，則a、b在葉綠體中含量將會都上升?！痉椒记伞考?xì)胞中C3和C5含量變更的推斷技巧下圖中Ⅰ表示光反應(yīng)，Ⅱ表示CO2的固定，Ⅲ表示C3的還原，當(dāng)外界條件(如光照、CO2)突然發(fā)生變更時，分析相關(guān)物質(zhì)含量在短時間內(nèi)的變更：(1)CO2供應(yīng)不變，光照條件突然發(fā)生變更，可以分為兩種狀況：光照C3含量變更C5含量變更減弱Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成削減→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程短暫不變→C3消耗削減、合成短暫不變→C3含量增加Ⅰ過程減弱→[H]和ATP合成削減→Ⅲ過程減弱、Ⅱ過程短暫不變→C5消耗短暫不變、合成削減→C5含量削減增加與上述分析相反，結(jié)果是C3含量削減，C5含量增加(2)光照條件不變，CO2供應(yīng)突然發(fā)生變更，可以分為兩種狀況：CO2供應(yīng)C3含量變更C5含量變更削減Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程短暫不變→C3合成削減、消耗短暫不變→C3含量削減Ⅱ過程減弱、Ⅲ過程短暫不變→C5消耗削減、合成短暫不變→C5含量增加增加與上述分析相反，結(jié)果是C3含量增加，C5含量削減考點二影響光合作用的因素及應(yīng)用1.單因子變量對光合作用的影響：(1)光照強度。①原理：光照強度通過影響植物的光反應(yīng)進(jìn)而影響光合速率。光照強度增加，光反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生的[H]和ATP多，使暗反應(yīng)中還原過程加快，從而使光合作用產(chǎn)物增加。②曲線分析：A點光照強度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，CO2釋放量表示此時的細(xì)胞呼吸強度AB段光照強度加強，光合速率漸漸加強，但細(xì)胞呼吸強度大于光合作用強度B點光補償點，此時間合作用強度=細(xì)胞呼吸強度，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用BC段隨著光照強度不斷加強，光合作用強度不斷加強，光合作用強度大于細(xì)胞呼吸強度C'點光飽和點，接著增加光照強度，光合作用強度不再增加③應(yīng)用。a.溫室生產(chǎn)中，適當(dāng)增加光照強度，以提高光合速率，使作物增產(chǎn)。b.陰生植物的光補償點和光飽和點都較陽生植物低，間作套種農(nóng)作物，可合理利用光能。(2)CO2濃度。①原理：影響暗反應(yīng)階段，制約C3的形成。②曲線分析：A點光合速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補償點A'點進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度B和B'點CO2飽和點，接著增加CO2的濃度，光合速率不再增加AB對應(yīng)曲線段和A'B'對應(yīng)曲線段在肯定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增加而增大③應(yīng)用。a.大田要“正其行，通其風(fēng)”，多施有機肥。b.溫室內(nèi)可適當(dāng)補充CO2，即適當(dāng)提高CO2濃度可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。(3)溫度。①原理：通過影響酶的活性來影響光合作用。②曲線分析：AB段在B點之前，隨著溫度上升，光合速率增大B點酶的最適溫度，光合速率最大BC段隨著溫度上升，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零③應(yīng)用：溫室栽培植物時，白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合速率；晚上適當(dāng)降低溫室內(nèi)溫度，以降低細(xì)胞呼吸速率，保證植物有機物的積累。(4)水分。①原理：水既是光合作用的原料，又是體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，如植物缺水導(dǎo)致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分還能影響氣孔的開閉，間接影響CO2進(jìn)入植物體內(nèi)。②曲線分析：a.圖1表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可依據(jù)作物的需水規(guī)律，合理澆灌。b.圖2曲線E處光合作用強度短暫降低，是因為溫度高，蒸騰作用過強，部分氣孔關(guān)閉，影響了CO2的供應(yīng)。(5)礦質(zhì)元素。在肯定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合速率，但當(dāng)超過肯定濃度后，會因土壤溶液濃度過高，植物吸水困難甚至失水而導(dǎo)致植物光合速率下降。2.多因子變量對光合作用的影響：(1)曲線分析：P點：限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。Q點：橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子，影響因子主要為各曲線所表示的因子。(2)應(yīng)用。溫室栽培時，在肯定光照強度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同時充入適量的CO2，進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度相宜時，要適當(dāng)提高光照強度和CO2濃度以提高光合速率。(3)影響光合作用多因子變量的分析方法。①分解思想：將多因子變量轉(zhuǎn)化為多個單因子變量，如上圖可以分解為光照強度影響光合作用，溫度或CO2影響光合作用。②聯(lián)系觀點：找出多個因素影響的共同點，如上圖中的P點，溫度、光照強度和CO2濃度都比較低時，光合速率都比較低，說明此時間合作用較弱。③綜合分析：各種環(huán)境因子對植物光合作用并不是單獨地發(fā)揮作用，而是綜合作用。但各種因子的作用并不是同等重要的，其中起主要作用的因子為關(guān)鍵因子，因此在分析相關(guān)問題時，應(yīng)抓關(guān)鍵因子?！镜淅?2024·全國卷Ⅰ)將生長在水分正常土壤中的某植物通過削減澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小?；卮鹣铝袉栴}。(1)經(jīng)干旱處理后，該植物根細(xì)胞的吸水實力________________。

(2)與干旱處理前相比，干旱處理后該植物的光合速率會___________，出現(xiàn)這種變更的主要緣由是___________________。

(3)有探討表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水干脆引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計試驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出試驗思路和預(yù)期結(jié)果?！窘忸}指南】(1)關(guān)鍵信息：干旱處理睬導(dǎo)致植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。(2)必備學(xué)問：植物細(xì)胞中溶質(zhì)濃度越大，細(xì)胞吸水實力越強；比照試驗須要設(shè)置單一變量。【解析】本題考查植物的吸水和失水、光合作用的影響因素及試驗設(shè)計的相關(guān)學(xué)問。(1)經(jīng)干旱處理后，根細(xì)胞的溶質(zhì)濃度增大，滲透壓增大，對水分子吸引力增大，植物根細(xì)胞的吸水實力增加。(2)依據(jù)題干條件可知，干旱處理后該植物的葉片氣孔開度減小，導(dǎo)致葉片細(xì)胞汲取CO2削減，暗反應(yīng)減弱，因此光合速率會下降。(3)分析題意可知，試驗?zāi)康臑轵炞C干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水干脆引起的，而是由ABA引起的，所以試驗應(yīng)分為兩部分：①證明干旱條件下植物氣孔開度變更不是由缺水引起的；②證明干旱條件下植物氣孔開度減小是由ABA引起的。該試驗材料為ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株，自變量應(yīng)分別為正常條件和缺水環(huán)境、植物體中ABA的有無，因變量均為氣孔開度變更，據(jù)此設(shè)計試驗。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變，可說明缺水環(huán)境不影響ABA缺失突變體植株氣孔開度變更，即干旱條件下植物氣孔開度變更不是由缺水引起的。②將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為比照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，比照組氣孔開度不變，可說明干旱條件下植物氣孔開度減小是由ABA引起的。答案：(1)增加(2)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2削減(3)取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為比照，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，比照組氣孔開度不變。(1)光下該植物產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體、葉綠體，若此時環(huán)境中的CO2濃度降低，該植物體內(nèi)C3和C5含量變更分別是削減和增加。(2)若將某植物長期置于相宜光照和溫度條件下的一個密閉容器內(nèi)，那么該植物不能(填“能”或“不能”)正常生長，緣由是該植物在相宜光照和溫度條件下，光合作用大于呼吸作用，使密閉容器內(nèi)的CO2濃度持續(xù)降低，導(dǎo)致光合速率減慢或停止，因此該植物不能正常生長。(2024·北京模擬)為探究影響光合作用強度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培育，試驗結(jié)果如圖所示。下列敘述錯誤的是 ()A.此試驗有兩個自變量B.D點比B點CO2汲取量高的主要緣由是光照強度大C.試驗結(jié)果表明，在土壤含水量為40%～60%的條件下施肥效果明顯D.制約C點時間合作用強度的因素主要是土壤含水量【解析】選A。由題意可知，本試驗探究的自變量有光照強度、是否施肥、土壤含水量三個，A錯誤；由圖示曲線可知，與D點相比，B點的光照強度較弱，光合作用強度也較弱，因此D點比B點CO2汲取量高的主要緣由是光照強度大，B正確；依據(jù)圖示，同一光照條件下，當(dāng)土壤含水量在40%～60%時，施肥與未施肥相比，CO2汲取量增加明顯，C正確；C點土壤含水量較少，光合作用強度較低，因此制約C點光合作用強度的因素主要是土壤含水量，D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.分別用相同光照強度的3種可見光照耀同種植物的葉片，在不同CO2濃度下，測定各組葉片的CO2補償點、CO2飽和點和最大凈光合速率(各組呼吸速率相同且基本不變)，所得數(shù)據(jù)如下表所示。下列敘述錯誤的是 ()組別光的成分μmol·mol-1CO2補償點μmol·mol-1CO2飽和點μmol·mol-1最大凈光合速率μmol(CO2)·m-2·s-1甲紅光83.11281.326.1乙黃光91.81174.920.4丙藍(lán)光99.21334.633.4(CO2補償點指葉片光合速率與呼吸速率相等時的外界環(huán)境中CO2濃度；CO2飽和點指葉片的光合速率達(dá)到最大時的最低CO2濃度。)A.葉綠體中汲取藍(lán)紫光的色素有葉綠素和類胡蘿卜素B.CO2濃度為83.1μmol·mol-1時，甲組試驗中，植物葉綠體釋放O2的量與線粒體消耗O2的量相等C.CO2濃度為1174.9μmol·mol-1時，影響甲、丙兩組植物光合作用的主要因素不同D.由表格分析，三種光中，黃光不宜作為大棚栽培的補充光源【解析】選C。葉綠素主要汲取紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光，A正確；在甲組試驗中，當(dāng)CO2濃度為83.1μmol·mol-1時，植物處于CO2補償點狀態(tài)，即植物葉綠體釋放O2的量與線粒體消耗O2的量相等，B正確；甲、丙兩組植物的CO2飽和點均大于1174.9μmol·mol-1，所以當(dāng)CO2濃度為1174.9μmol·mol-1時，影響甲、丙兩組植物光合作用的主要因素都是CO2濃度，C錯誤；據(jù)題表可知利用黃光試驗，在相同的光照強度下，其最大凈光合速率較甲(紅光)、丙(藍(lán)光)兩組小，所以三種光中，黃光不宜作為大棚栽培的補充光源，D正確。2.(2024·大同模擬)電場會對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生一種“無形”的影響。在溫室中同時增補電場和增施CO2，蔬菜產(chǎn)量可提高70%左右，這就是聞名的“電場產(chǎn)量倍增效應(yīng)”?？茖W(xué)家依據(jù)電場強度與CO2濃度對黃瓜幼苗光合作用強度影響的試驗，繪制如下曲線。據(jù)圖回答下列問題：(1)第1組試驗的作用是_______。在飽和光照強度下，該試驗的自變量是________________。(2)第1組試驗和第2組試驗的曲線比較，說明_______________________。(3)依據(jù)試驗曲線可知，在相同光照強度下，為了最大限度地增加作物產(chǎn)量，可以實行的措施是____________________。【解析】(1)第1組試驗的條件為大氣電場和大氣CO2濃度，屬于比照組，起比照作用。飽和光照強度下，試驗的自變量是電場強度和CO2濃度。(2)第1組和第2組對比，二者的自變量為電場強度，第2組的凈光合作用強度大于第1組，而二者的細(xì)胞呼吸強度相等，因此說明強電場可以提高植物的光合作用強度。(3)分析曲線可知，同一光照強度下凈光合作用強度最大的是第4組，因此為了最大限度地增加作物產(chǎn)量，可增加電場強度和提高CO2濃度。答案：(1)比照電場強度和CO2濃度(2)強電場可以提高植物的光合作用強度(3)增補電場和增施CO2

考點三光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系1.光合作用與細(xì)胞呼吸的過程圖解：2.光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系：(1)過程聯(lián)系：(2)物質(zhì)聯(lián)系：①C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2②O：H2OO2H2O③H：H2O[H](CH2O)[H]H2O(3)能量聯(lián)系：3.光合作用與細(xì)胞呼吸過程中O2和CO2變更：【高考警示】光合作用與細(xì)胞呼吸的兩個相識誤區(qū)(1)誤以為白天植物只進(jìn)行光合作用。細(xì)胞呼吸無論是在有光還是無光條件下，都會始終進(jìn)行，即使在進(jìn)行光合作用時，細(xì)胞呼吸也沒有停止。(2)誤以為光合作用與細(xì)胞呼吸是兩個獨立的過程。光合作用積累的有機物被細(xì)胞呼吸利用，儲存的能量通過細(xì)胞呼吸釋放出來；細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2等物質(zhì)可以被光合作用利用。【典例】(2024·全國卷Ⅱ)下圖是表示某植物葉肉細(xì)胞光合作用和呼吸作用的示意圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中①、②、③、④代表的物質(zhì)依次是_______________、________、________、_______，[H]代表的物質(zhì)主要是_______。

(2)B代表一種反應(yīng)過程，C代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D代表線粒體，則ATP合成發(fā)生在A過程，還發(fā)生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以轉(zhuǎn)化成酒精，出現(xiàn)這種狀況的緣由是______________。

【解析】(1)據(jù)題圖分析可知，①為水光解的產(chǎn)物之一，應(yīng)為O2；②為NADPH還原C3后的產(chǎn)物，應(yīng)為NADP+；③為ATP的水解產(chǎn)物，應(yīng)為ADP和Pi；④為CO2固定的反應(yīng)物，應(yīng)為C5；[H]所表示的物質(zhì)為還原型輔酶Ⅰ，即NADH。(2)題圖中A過程為光反應(yīng)，B過程為暗反應(yīng)，ATP合成發(fā)生在A過程；在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸第一階段，線粒體內(nèi)進(jìn)行有氧呼吸其次、三階段，這三個階段都有ATP的合成。(3)在無氧條件下，植物細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸，第一階段葡萄糖分解為丙酮酸，其次階段丙酮酸分解為酒精和CO2。答案：(1)O2NADP+ADP+PiC5NADH(或答：還原型輔酶Ⅰ)(2)C和D(3)在缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸(1)上題圖中若A代表一種反應(yīng)過程，則A是光反應(yīng)，須要的條件有光能、色素、酶等。(2)結(jié)合上題示意圖分析，在人體內(nèi)C中的丙酮酸不能(填“能”或“不能”)轉(zhuǎn)化成酒精，緣由是人體內(nèi)缺乏丙酮酸轉(zhuǎn)化成酒精的酶。25℃條件下，將綠藻置于密閉玻璃容器中，每2h測一次CO2濃度，結(jié)果如圖(假設(shè)細(xì)胞呼吸強度恒定)。請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中8～10h，細(xì)胞中能產(chǎn)生ATP的場全部____。

(2)圖中所示試驗中有2h是沒有光照的，這個時間區(qū)間是_______h，試驗12h，此時綠藻干重與試驗前相比_____。

(3)圖示試驗過程中4～6h平均光照強度_________(填“小于”“等于”或“大于”)8～10h平均光照強度，推斷依據(jù)是____

____。

【解析】密閉玻璃容器中CO2濃度的變更，反映的是其內(nèi)的綠藻光合作用汲取的CO2量與呼吸作用釋放的CO2量的差值，即表示的是凈光合作用速率，據(jù)此分析柱形圖中CO2濃度的變更并結(jié)合題意作答。(1)圖中8～10小時，呼吸作用(細(xì)胞呼吸)和光合作用都能進(jìn)行，因此能產(chǎn)生ATP的場全部細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體。(2)沒有光照，綠藻的光合作用不能進(jìn)行，但能進(jìn)行呼吸作用，因此密閉玻璃容器中的CO2濃度會漸漸增加，據(jù)此可推知：在試驗進(jìn)行到2～4h沒有光照。試驗12h時，密閉玻璃容器中CO2濃度與試驗起先時(0h)的基本相同，此時綠藻干重與試驗前比較基本不變。(3)4～6h內(nèi)密閉玻璃容器中CO2濃度保持恒定，說明此時間段內(nèi)細(xì)胞呼吸與光合作用速率相等，同理8～10h時間段內(nèi)細(xì)胞呼吸與光合作用速率也相等，但由于4～6h內(nèi)密閉玻璃容器中CO2濃度較大，進(jìn)而推知：4～6h平均光照強度小于8～10h平均光照強度。答案：(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體(2)2～4基本不變(3)小于兩時間段內(nèi)細(xì)胞呼吸與光合作用速率相等，但是4～6小時CO2濃度較大，所以光照強度較小【學(xué)問總結(jié)】光合作用與有氧呼吸中[H]、ATP來源與去路考點四光合作用和細(xì)胞呼吸速率分析1.理解光合作用和細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系：(1)記住一個基本關(guān)系式：實際(總)光合速率=凈(表觀)光合速率+呼吸速率。(2)明確三種表示方法：①O2的生成量=O2的釋放量+黑暗中O2的汲取量。②CO2的消耗量=CO2的汲取量+黑暗中CO2的釋放量。③有機物的生成量=有機物的積累量+黑暗中有機物的消耗量。2.明確多因素對光(CO2)補償點、飽和點的影響：(1)理解光(CO2)補償點、飽和點的含義：①光(CO2)補償點：光合速率與細(xì)胞呼吸速率相等時對應(yīng)的光照強度(CO2濃度)，如上圖中B點所示。②光(CO2)飽和點：最大光合速率對應(yīng)的最小光照強度(CO2濃度)，如上圖C點所示。(2)環(huán)境條件對光(CO2)補償點、飽和點的影響：①若環(huán)境條件變更導(dǎo)致呼吸速率增加或光合速率減小，則光(CO2)補償點B右移，光(CO2)飽和點C左移。②若環(huán)境條件變更導(dǎo)致光合速率增加或呼吸速率減小，則光(CO2)補償點B左移，光(CO2)飽和點C右移。③陰生植物與陽生植物相比，光(CO2)補償點、飽和點都左移。3.光合速率的測定試驗：(1)測定依據(jù)：實際光合作用速率=凈光合作用速率+細(xì)胞呼吸速率。(2)測定裝置：(3)方法解讀：①測定細(xì)胞呼吸速率。a.小燒杯中放入相宜濃度的NaOH溶液，用于汲取CO2。b.玻璃鐘罩應(yīng)遮光處理，以解除光合作用的干擾。c.置于相宜溫度環(huán)境中。d.測定單位時間內(nèi)紅色液滴向左移動距離，代表呼吸速率。②測定凈光合作用速率。a.小燒杯中放入相宜濃度的CO2緩沖液，用于維持容器內(nèi)CO2濃度恒定，以滿意植物光合作用需求。b.賜予較強光照處理，且溫度相宜。c.測定單位時間內(nèi)紅色液滴向右移動距離，代表凈光合速率?！镜淅磕持参飪艄夂纤俾实淖兏厔萑鐖D所示。據(jù)圖回答下列問題：(1)當(dāng)CO2濃度為a時，高光照強度下該植物的凈光合速率為_______。CO2濃度在a～b之間時，曲線_______表示了凈光合速率隨CO2濃度的增加而增加。

(2)CO2濃度大于c時，曲線B和C表示的凈光合速率不再增加，限制其增加的環(huán)境因素主要是________。

(3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光照強度下，該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用汲取的CO2量。

(4)據(jù)圖可推想，在溫室中，若要實行提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，還應(yīng)當(dāng)同時考慮________這一因素的影響，并實行相應(yīng)措施。

【解析】(1)由圖可知，當(dāng)CO2濃度為a時，高光照強度下該植物的凈光合速率為0；CO2濃度在a～b之間時，曲線A、B、C的趨勢均是隨CO2濃度的增加而增加。(2)影響植物光合作用的因素包括光照強度、CO2濃度、溫度等。CO2濃度大于c時，曲線B和C表示的凈光合速率不再隨著CO2濃度增加而增加，且曲線B中的凈光合速率高于曲線C的凈光合速率，曲線A的凈光合速率仍舊可以增加，故限制曲線B和C凈光合速率增加的環(huán)境因素主要是光照強度。(3)當(dāng)環(huán)境中CO2濃度小于a時，在圖示的3種光照強度下測得的凈光合速率均小于0，說明植物的真正光合速率小于呼吸速率，故該植物呼吸作用產(chǎn)生的CO2量大于光合作用汲取的CO2量。(4)光照強度和CO2濃度能影響植物光合作用的進(jìn)行，本題探討了光照強度和CO2濃度共同作用對植物光合作用的影響，實行提高CO2濃度的措施來提高該種植物的產(chǎn)量，要考慮在此CO2濃度下能使植物達(dá)到較高凈光合速率的光照強度。答案：(1)0A、B、C(2)光照強度(3)大于(4)光照強度圖1是夏季晴朗的白天，某