2024届高考生物二轮专题复习与测试专题二细胞代谢第4讲细胞呼吸与光合作用课件

专题二细胞代谢第4讲细胞呼吸与光合作用思维导图体系构建第4讲细胞呼吸与光合作用思维导图体系构建第4讲细胞呼吸与光合作用1．(教材必修1P95“思考·讨论”)包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的道理是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________2．(教材必修1P99“旁栏思考”)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？______________________________________________________________________________________________________________________________________教材剖析扩展提升提示：创造疏松通气环境，避免厌氧菌繁殖。提示：绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物。第4讲细胞呼吸与光合作用3．(教材必修1P103“相关信息”改编)光合作用过程中NADPH是怎样形成的？______________________________________________________________________________________________________________________________________4．(教材必修1P105“旁栏思考”)植物在进行光合作用的同时，还会进行呼吸作用。我们观测到的光合作用指标，如观测到的O2的产生量，是植物光合作用实际产生的总O2量吗？___________________________________________________________________教材剖析扩展提升提示：水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。提示：实际产生的总O2量应是观测到的O2的产生量＋呼吸作用O2的消耗量。第4讲细胞呼吸与光合作用5．(教材必修1P106“拓展应用1”改编)晴天无云而太阳光照射强烈时，光合作用强度便形成双峰曲线：一个高峰在上午，一个高峰在下午。中午前后光合速率下降，呈现“午休”现象，请解释原因。___________________________________________________________________教材剖析扩展提升提示：原因是缺水导致气孔关闭，限制CO2进入叶片。第4讲细胞呼吸与光合作用1．1mol葡萄糖有氧呼吸能释放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________教材剖析扩展提升答案：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖氧化分解释放的能量主要以热能形式散失。第4讲细胞呼吸与光合作用2．(1)夏季中午，光照强、温度高，但植物的光合作用强度反而减弱，原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________(2)生态农业中有“多使用农家肥”的措施，该措施除了能减少化肥对土壤的影响外，还有一些有利于农作物生长的因素，请你从光合作用的原理进行分析。______________________________________________________________________________________________________________________________________教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用答案：(1)当光照强、温度高时，为了降低植物的蒸腾作用，减少水分的散失，部分气孔关闭，从而使叶肉细胞中的CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合作用强度减弱。(2)农家肥中的有机物可被土壤中的微生物分解成CO2和无机盐，其中CO2可作为农作物进行光合作用的原料。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用3．据研究报道，在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可同时产生乙醇和乳酸。在淹水处理条件下，甜樱桃砧木根系无氧呼吸也能同时产生乙醇和乳酸。以上研究均表明，一种细胞的无氧呼吸方式可以有两种。有些微生物原本只有一种无氧呼吸方式，但是通过基因工程方法可以使微生物出现新的代谢途径。例如，科学家将乳酸脱氢酶基因导入酵母(转基因酵母)，从而使其具有两条无氧呼吸途径。请据此回答下列问题：(1)不同的呼吸方式其产物不同的直接原因是______________________。在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可进行无氧呼吸的意义是__________________________________________________________________________________________。(2)玉米幼苗根能否长时间进行无氧呼吸，原因是什么？___________________________________________________________________教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(3)请设计实验证明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径(材料：普通酵母、转基因酵母、培养液，其他需要的材料任选)。______________________________________________________________________________________________________________________________________教材剖析扩展提升答案：(1)酶的种类不同保证玉米幼苗根部在缺氧的条件下可以获得能量(2)不能，原因是无氧呼吸产生的乳酸或酒精会损害根。(3)第一组在无氧条件下培养普通酵母，第二组在无氧条件下培养转基因酵母，然后用酸性重铬酸钾检验培养液，再分别测出培养液的pH。结果为两组培养液均可使酸性重铬酸钾变为灰绿色，第二组的pH小于第一组，可以证明转基因酵母产生了乙醇和乳酸，说明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径。第4讲细胞呼吸与光合作用考点一细胞呼吸与光合作用的过程(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(

)A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳教材剖析扩展提升解析：游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A项正确。答案：A第4讲细胞呼吸与光合作用1．不同角度图解光合作用和细胞呼吸的关系(1)过程教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(2)C、H、O三种元素的转移途径教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用特别提醒①葡萄糖不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。②人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2，人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物。③无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中，释放出来的只是少量的能量。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(3)光合作用与细胞呼吸中[H]、NADPH和ATP的来源及去路①比较[H]和NADPH的来源和去路：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用②比较ATP的来源与去路：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(4)图解4种状况下“光合作用与细胞呼吸”关系教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用2．图解环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系教材剖析扩展提升(1)光补偿点的两种生理状态①整个植株：光合作用强度＝呼吸作用强度。②叶肉细胞：光合作用强度>呼吸作用强度。第4讲细胞呼吸与光合作用(2)光补偿点、光饱和点移动方向①光补偿点的移动：a．呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移，反之左移。b．呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光补偿点应右移，反之左移。②光饱和点的移动：相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时，光饱和点C应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用题点一：围绕细胞呼吸和光合作用的过程，考查理解能力1．(2023·广州模拟)淀粉是粮食最主要的组分，也是重要的工业原料。中国科学院实现了人工合成淀粉，其途径(ASAP)如图所示，该成果不依赖植物光合作用，在实验室人为提供能量的基础上，实现了从CO2和H2到淀粉分子的人工全合成。图2表示光合作用合成葡萄糖的过程。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(1)光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的__________(用“C1模块、C3模块、C6模块或Cn模块”及箭头表示)。图1中Cn是由C6组成的淀粉，以C6为单位组成的生物大分子还有__________。(2)据图2所示过程18O的转移路径和实验结果，推测用18O标记CO2的实验目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________。光合作用过程既能分解水也能产生水，结合图2分析光合作用的__________(填“光反应”或“暗反应”)过程产生水，判断的依据是_______________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(3)从能量的角度看，光合作用的本质是将太阳能转化为_______________。人工合成淀粉的成功能否表明对光合作用的完全替代，请从能量的角度阐释你的理由_______________________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升解析：(1)NADPH和ATP参与光合作用暗反应中C3的还原过程，所以光合作用中NADPH和ATP参与的过程相当于图1中的C3模块→C6模块；图1中Cn是由C6组成的淀粉，淀粉的基本单位为葡萄糖，即C6为葡萄糖，故以C6为单位组成的生物大分子除淀粉外还有糖原、纤维素。(2)根据图2分析可知，用18O标记CO2的实验目的是探究CO2中氧转化为水中氧的途径；由图2可知，合成ATP时，也产生了水，光反应阶段产生ATP，故图2中光合作用的光反应过程产生水，第4讲细胞呼吸与光合作用因为产生水的场所为叶绿体类囊体，与ATP同时生成。(3)光合作用的本质是将太阳能转化为有机物中储存的化学能；由于人工合成淀粉所需能量是人为提供的能量，而光合作用合成淀粉是直接固定的太阳能，所以人工合成淀粉的成功不能表明对光合作用的完全替代。教材剖析扩展提升答案：(1)C3模块→C6模块糖原、纤维素(2)探究CO2中氧转化为水中氧的途径光反应产生水的场所为叶绿体类囊体，与ATP同时生成(3)有机物中储存的化学能不能，人工合成淀粉所需能量是人为提供的能量，而光合作用合成淀粉是直接固定的太阳能第4讲细胞呼吸与光合作用题点二：通过细胞呼吸和光合作用关系，考查综合应用能力2．(2023·广东校联考)光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研究人员将密闭容器内的某绿色植物先经黑暗再经恒定光照处理，容器内氧气的变化量如图所示(光照对呼吸作用的影响可忽略不计)。下列说法错误的是(

)教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用A．C点时该植物叶肉细胞中合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质B．A点以后的短时间内，叶绿体内C5含量将增加C．5－15min内，该植物光合作用产生O2的平均速率是5×10－8mol/minD．农业生产中使用农家肥主要是通过提高光合作用效率来提高产量的教材剖析扩展提升解析：A、C点时在黑暗条件下，植物叶肉细胞只进行呼吸作用，因此合成ATP的场所有线粒体和细胞质基质，A项正确；A点以后的短时间内，光照增强，光反应产生的ATP和NADPH增加，叶肉细胞的叶绿体内C3被还原增多，产生的C5量增加，B项正确；结合图示可知，黑暗下氧气量的变化量为呼吸速率，为(5×10－7mol－4×10－7mol)÷5＝2×10－8mol/min，在5－15min内，净光合速率为(8×10－7mol－4×10－7mol)÷10＝4×10－8mol/min，该植物光合作第4讲细胞呼吸与光合作用用产生氧气的平均速率即总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝4×10－8mol/min＋2×10－8mol/min＝6×10－8mol/min，C项错误；农家肥中富含有机物，可以被分解者分解，产生的无机盐可以被植物吸收利用，增强光合作用，增强光合产物量，D项正确。教材剖析扩展提升答案：C第4讲细胞呼吸与光合作用题点三：从光呼吸与光合作用关系的角度理解光合作用的过程，考查科学思维能力3．(2023·广东统考三模)不同温度条件下，植物对光的需求存在差异，如图1是温度和其他条件适宜时光照强度与番茄净光合速率的关系，图中A点为光补偿点，B点为光饱和点；图2是番茄光补偿点和光饱和点的高低与温度变化的关系。回答下列问题：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(1)由图1可知，光补偿点的含义为当______________________时的光照强度。(2)由图2可以看出，在5～10℃时，光补偿点较低，该状态下，温度对光合速率及呼吸速率的影响效果分别为__________；超过35℃，光饱和点不升反降，可能的原因是____________________________________________________________________________________________________________(写出两点)。(3)光补偿点和光饱和点的高低不仅受温度影响，还受CO2浓度的影响。若降低CO2浓度，图1中A点和B点将分别向________和向________移动。在采用人工光源提高番茄产量时，对光照强度的控制应考虑到_______________________________________________________________等多个方面(写出两点)。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(4)若要得到番茄的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定番茄呼吸速率的实验思路为________________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升解析：(1)由图1可知，光补偿点的含义为当净光合速率为0时的光照强度，由于净光合速率等于总光合速率减去呼吸速率，故光补偿点的含义也可以表述为当光合速率等于呼吸速率时的光照强度。(2)在5～10℃时，光补偿点不变，但是光饱和点增大，意味着光合速率增强，即温度对光合速率的效果是促进，而光补偿点光合速率等于呼吸速率，光合速率增大意味着呼吸速率增大，即温度对呼吸速率的效果也为促进。光饱和点是指光合速率达到最大时所需要的最低光照强度，温度会影响酶的活性和光合色素的分解从而影响光合速率，第4讲细胞呼吸与光合作用故超过35℃，光饱和点不升反降，可能的原因是温度升高，影响与光合作用有关酶的活性(酶活性降低)；光合色素分解增多，含量减少，能够利用的光能减少，光饱和点降低。(3)二氧化碳减少，第二阶段生成的碳三化合物减少，导致第一阶段反应减弱，生成的氧气不再满足细胞呼吸。此时需要提高光强来促进第一阶段反应，光补偿点右移；随着光强从光补偿点逐渐增强，第一阶段反应增强，促进第二阶段反应，当第二阶段反应到达某个值时，受二氧化碳浓度限制，即使再增大光强也无法使第二阶段反应增强。由于二氧化碳的浓度降低，这个值也会减少，因此所需第一阶段反应产生的氢减少，第一阶段相比之前减弱，光饱和点左移；结合图2和相应题干可知，在采用人工光源提高番茄产量时，对光照强度的控制应考虑到番茄所处环境的温度以及CO2教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用浓度等多个方面，均会影响所用光照强度对番茄植株光合速率的效果。(4)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，故则还需各组的呼吸速率，测定呼吸速率意味着不能让植物进行光合作用，需要遮光(暗)处理，故测定呼吸速率的基本实验思路是其他条件保持相同且一致，将同种植物放置于黑暗条件下，测定其呼吸速率(单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量)。教材剖析扩展提升答案：(1)净光合速率为0(或光合速率等于呼吸速率)(2)促进、促进温度升高，影响与光合作用有关酶的活性(酶活性降低)；光合色素分解增多，含量减少(3)右左番茄所处环境的温度以及CO2浓度(4)其他条件保持相同且一致，将番茄放置于黑暗条件下，测定其呼吸速率(单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量)第4讲细胞呼吸与光合作用考点二细胞呼吸与光合作用的影响因素及其应用(2023·广东卷)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用分析图表，回答下列问题：(1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和________________，叶片主要吸收可见光中的________________光。(2)光照强度逐渐增加达到2000μmol·m－2·s－1时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。(3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________________，是其高产的原因之一。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(4)试分析在0～50μmol·m－2·s－1范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题：___________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用1．掌握影响细胞呼吸的四类因素(1)温度(2)O2含量教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(3)CO2浓度(4)含水量教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用2．分析影响光合速率的三大因素教材剖析扩展提升光照强度①原理：主要影响光反应阶段ATP和NADPH的产生②分析P点后的限制因素：外因：温度、CO2浓度；内因：色素的含量、酶的数量和活性CO2的浓度①原理：影响暗反应阶段C3的生成②分析P点后的限制因素：外因：温度、光照强度；内因：酶的数量和活性③CO2浓度过高会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用第4讲细胞呼吸与光合作用教材剖析扩展提升温度主要影响暗反应，通过影响酶的活性而影响光合作用续上表第4讲细胞呼吸与光合作用3.辨明一昼夜植物代谢强度变化的两条曲线教材剖析扩展提升曲线解读：(1)c点和g点：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点：有机物积累最多的点。(4)b点：开始进行光合作用的点。(5)一昼夜后有机物有积累：甲：Ⅱ－(Ⅰ＋Ⅲ)大于0；乙：i点CO2浓度比a点时低。第4讲细胞呼吸与光合作用特别提醒(1)图甲中c点和g点为光补偿点，此时光合作用速率与细胞呼吸速率相等，分别相当于图乙中的c点和g点；c点玻璃罩内CO2浓度最高，g点CO2浓度最低。(2)光补偿点时，叶肉细胞光合作用强度等于植物细胞呼吸强度，但是叶肉细胞中光合作用强度大于细胞呼吸强度。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用题点一：通过环境因素对细胞呼吸和光合作用的影响，考查信息获取能力1．(2023·广东模拟预测)萝卜是世界古老的栽培作物之一，主要分布于欧洲大陆、北非、中亚、日本以及中国等地。下图1代表萝卜叶肉细胞光合作用的部分图解，图2表示在最适温度条件下，萝卜植株CO2释放量或吸收量随光照强度变化的曲线。请分析回答：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(1)图1过程发生的场所是____________，白天叶肉细胞产生ATP的场所有______________________，如果其他条件不变，白天突然增加光照强度，短时间内细胞中三碳化合物含量的变化趋势为______(选填“升高”或“降低”)。(2)图2中，C点后曲线保持水平不变，此时限制植物光合作用速率的主要环境因素是____________。(3)某实验小组为了研究盐胁迫对某植物的影响情况，探究了不同浓度NaCl对其净光合速率、胞间CO2浓度、光合色素含量的影响，结果如下：(假设整个实验期间，细胞的呼吸强度不变)教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用请结合上图分析，当NaCl浓度高于50mmol/L时，随着NaCl浓度的增加，净光合速率下降的原因是：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升解析：(1)图1过程是光反应，类囊体薄膜是光反应的场所，白天叶肉细胞可进行光合作用和呼吸作用，所以产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，如果其他条件不变，白天突然增加光照强度，短时间内三碳化合物的还原加快，但是暗反应生成三碳化合物的速率不变，所以细胞中三碳化合物含量下降。(2)图2表示在最适温度条件下，萝卜植株CO2释放量或吸收量随光照强度变化的曲线，则温度不是限制因素，C点以后已经达到光饱和点，则此时限制第4讲细胞呼吸与光合作用植物光合作用速率的主要环境因素是CO2的浓度。(3)据图乙和丙可知，当NaCl浓度高于50mmol/L时，随着NaCl浓度的增加，胞间CO2的浓度上升，叶绿素和类胡萝卜素的含量下降，影响了叶肉细胞的光合作用，则导致净光合速率下降。教材剖析扩展提升答案：(1)类囊体/类囊体薄膜细胞质基质、线粒体和叶绿体降低(2)CO2浓度(3)当NaCl浓度高于50mmol/L时，随着NaCl浓度的增加，胞间CO2的浓度上升，叶绿素和类胡萝卜素的含量下降，导致净光合速率下降第4讲细胞呼吸与光合作用题点二：通过植物光合作用和呼吸作用的曲线变化，考查识图能力和综合应用能力2．(2023·广东高三统考)番茄含有丰富的营养，据营养学家研究测定：每人每天食用50～100克鲜番茄即可满足人体对几种维生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，某兴趣小组在补充CO2和升高温度条件下，测定番茄在不同时间的光合速率，结果如图1所示。回答下列问题：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(1)番茄果实有红色和黄色等，果实中的色素主要分布在细胞的________(填结构名称)中。由图1可知，高温组与常温组相比，随着时间延长，叶片净光合速率最先下降的是________组，该组叶片净光合速率下降的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点)。(2)高温组和常温组都补充CO2后，两组叶片光合速率变化的相同点是__________________________________________________________________________，不同点是_____________________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(3)图2曲线表示30℃条件下测得的结果，对番茄a而言，假如白天和黑夜的时间各为12h，平均光照强度在________klx以上才能使该番茄处于生长状态。已知番茄b光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度降低到25℃，其他条件不变，则理论上图2中N点的位置变化是向______移动。教材剖析扩展提升解析：(1)使番茄果实呈现红色和黄色的色素主要分布在液泡中。由于高温影响酶的活性，使与光合作用和呼吸作用有关的酶活性降低，同时高温引起叶片气孔关闭减少叶片对二氧化碳的吸收，所以和常温组相比，随着高温持续时间延长，高温组的叶片光合作用速率最先下降。(2)分析曲线可知，分别与高温组和常温组相比，两组补充CO2后番茄光合速率均有提升，常温＋CO2与高温＋CO2相比，在高温下比常温下补充CO2时光合速率提升的幅度更大，效第4讲细胞呼吸与光合作用果更为显著。(3)图2为30℃条件下测得的曲线，纵坐标CO2的吸收量反映的是净光合速率。对番茄a而言，呼吸速率是1mg·m－2·h－1，要想使该番茄处于生长状态，总光合速率应大于呼吸速率，设净光合速率为x，则假如白天和黑夜的时间各为12h，即12×(1＋x)＝24×1，解得x＝1，故平均光照强度在Aklx以上才能使该植物处于生长状态。已知番茄b光合速率和呼吸速率的最适温度分别是25℃和30℃，若将温度由30℃降低到25℃，其他条件不变，光合速率升高，呼吸速率降低，则图中N点向右上移动。教材剖析扩展提升答案：(1)液泡高温高温使光合作用和呼吸作用有关酶的活性降低、气孔关闭影响了CO2的吸收(2)高温组与常温组都补充CO2后29天内番茄光合速率均有提升高温组补充CO2后光合速率提升的幅度更大更持久(或高温组补充CO2后光合速率提高的效果更为显著)(3)A右上第4讲细胞呼吸与光合作用考点三细胞呼吸与光合作用的实验探究与分析(2023·湖南卷)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对CO2的Km为450μmol·L－1(K越小，酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RuBP与CO2反应，进行卡尔文循环，又可催化RuBP与O2反应，进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O2并释放CO2的反应)。该酶的酶促反应方向受CO2和O2相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶(PEPC对CO2的Km为7μmol·L－1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO2反应生成C4，固定产物C4转运到维管束鞘细胞后释放CO2，再进行卡尔文循环。回答下列问题：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是________________(填具体名称)，该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成________(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通过________长距离运输到其他组织器官。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度________(填“高于”或“低于”)水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________(答出三点即可)。(3)某研究将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO2浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出三点即可)。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用解析：(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO2的固定过程不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO2固定的直接产物是3磷酸甘油酸，然后直接被还原成3磷酸甘油醛。3磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，蔗糖在长距离运输时是通过维管组织。(2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。因此在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度高于水稻。(3)将蓝细菌的CO2浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用胞内的CO2浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。教材剖析扩展提升答案：(1)3-磷酸甘油醛蔗糖维管组织(2)高于高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO2的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C4，使维管束鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸(3)酶的活性达到最大，对CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同第4讲细胞呼吸与光合作用1．测定光合速率与呼吸速率的几种方法(1)利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率教材剖析扩展提升①装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测表观光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证容器内CO2浓度的恒定。第4讲细胞呼吸与光合作用②测定原理：a．甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。b．乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表表观光合速率。c．真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。③测定方法：a．将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用b．将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算表观光合速率。c．根据呼吸速率和表观光合速率可计算得到真正光合速率。教材剖析扩展提升④物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。(2)利用“半叶法”测定光合速率第4讲细胞呼吸与光合作用例如：某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定，如图所示。“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度。若M＝MB－MA，则M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。(3)利用“黑白瓶”法测定光合速率将装有水和光合植物的黑、白瓶置于相同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行细胞呼吸；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和细胞呼吸。因此，真正光合作用氧气产生量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(4)叶圆片称重法——测定有机物的变化量①操作图示：如图所示，以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(5)叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率本方法通过利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。2．交替光照与连续光照问题光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应，因此在光强度和光照时间不变的情况下，制造的有机物相对多。教材剖析扩展提升3．实验设计中的相关注意事项(1)变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。(2)对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。(3)无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。第4讲细胞呼吸与光合作用题点一：通过测定光合速率与呼吸速率，考查应用能力1．(2022·咸阳高三校考)大豆是世界重要的粮食作物，富含丰富的蛋白质，同时大豆也常常作为生物实验材料用来探究植物体的一些生命活动规律。下面分别以大豆种子和幼苗为实验材料来设计实验，请分别根据实验设计过程回答相关问题：(1)大豆种子收获之后，常放在低温，干燥，低氧的环境中储存，其目的是：______________________________________________________________________________________________________________________________________。教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用(2)在密闭玻璃装置中，测定光照强度对大豆幼苗光合速率的影响。甲图表示实验装置；乙图表示在一定条件下测得的该幼苗光照强度与净光合速率的关系，回答下列问题：教材剖析扩展提升第4讲细胞呼吸与光合作用①在G点，产生ATP的场所有________________；在E点，叶肉细胞中叶绿体和线粒体之间的CO2和O2的交换情况如图丙中的__________所示；在H点，用图丙中的________所示。②将甲装置放在黑暗的环境中，烧杯中装入的液体是适量NaOH溶液，则该装置内红色液滴在单位时间内移动的体积可以用来测定该植株的__________值。③将甲装置放在充足的光照的环境中，烧杯中装入的液体是适量NaHCO3溶液，则该装置内红色液滴在单位时间内向右移动的体积可以用来测定该植株的__________值。④将甲装置