2025届高考 一轮复习 浙科版光合作用与细胞呼吸的综合应用 学案 浙江

光合作用与细胞呼吸的综合应用1．表观(净)光合速率与真正(总)光合速率的内涵及表示方法(只考虑叶肉细胞的代谢活动)2．植物有机物积累量的计算方法(1)计算方法：常见以下两种情况①持续光照条件下：有机物积累量V净·t。②有时光照有时黑暗条件下，有两种计算方法：方法一：有机物积累量＝光合作用产生量－细胞呼吸消耗量＝(V净＋V呼)·t光－V呼·(t光＋t暗)。方法二：有机物积累量＝光照时的积累量－黑暗时的消耗量＝V净·t光－V呼·t暗。(2)注意事项①判断植物体能否正常生长，即判断植物有机物积累量是否大于0。②注意所求与已知的物质是否一致，如已知CO2的量求葡萄糖的量，则需要借助反应式运用化学计算方法进行换算。③计算结果还应注意时间、面积、质量、物质的量等单位是否统一。3．光合作用坐标图中关键点移动分析(1)模型构建(如图1)①适当改变CO2浓度，则会引起关键点的移动：适当提高CO2浓度，细胞呼吸不变，光合作用增强，对光合作用有利，A点的光合作用强度等于细胞呼吸强度，此点为光补偿点，要维持两者相等，则不需要那么高的光强度，故A点左移；B点是光合作用强度达到最大值所需的最低的光强度，此点为光饱和点，此时该植物需要更大的光强度才能达到饱和，故B点右移；C点为光合作用最强的点，同时该植物需要更大的光强度才能达到饱和，故C点右上移；反之，当适当降低CO2浓度时，则情况相反。通过观察发现在图1中存在着这样的变化：适当提高CO2浓度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形面积变大；适当降低CO2浓度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形面积变小，如图2。②若图1所示内容为CO2浓度对某一植物光合作用强度的影响，当改变光强度时，关键点的移动同上，即适当提高光强度时，A点左移、B点右移和C点右上移，A、B、C三点围成的三角形面积变大；适当降低光强度时，A点右移、B点左移和C点左下移，A、B、C三点围成的三角形面积变小。该规律在此类型题中普遍存在。(2)结论分析①在有关光合作用的坐标图中，若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值增大，即条件的改变有利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出面积变大的趋势，即A点左移、B点右移和C点右上移，如适当提高CO2浓度、适当提高光强度。②若某条件的改变使光合作用强度与细胞呼吸强度的差值减小，即条件的改变不利于光合作用，则A、B、C三点围成的三角形表现出变小的趋势，即A点右移、B点左移和C点左下移，如适当降低CO2浓度、适当降低光强度。4．自然环境下与密闭容器中光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析5．光合速率的测定方法(1)“液滴移动法”测定①测定装置②测定方法及解读Ⅰ.测定呼吸速率a．装置烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰。c．置于适宜温度环境中。d．红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。Ⅱ.测定表观(净)光合速率a．装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。c．红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表表观光合速率)。(2)以有机物变化量为测量指标——半叶法半叶法：将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表表观光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。(3)测定有机物的变化量——叶圆片称重法①操作图示本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的重量来计算光合速率，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)。②结果分析Ⅰ.表观光合速率＝(z－y)/2S。Ⅱ.呼吸速率＝(x－y)/2S。Ⅲ.真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。(4)黑白瓶法“黑白瓶”问题是一类通过表观光合作用强度和需氧呼吸强度推算真正光合作用强度的试题，其中“黑瓶”不透光，测定的是需氧呼吸强度值；“白瓶”给予光照，测定的是表观光合作用强度值，可分为有初始值与没有初始值两种情况，规律如下：规律1：有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为需氧呼吸强度值；白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为表观光合作用强度值；二者之和为真正光合作用强度。规律2：没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即真正光合作用强度值。1．(2024·浙江新昌中学高三模拟)在25℃、适宜的光照下，测定人工气候室中小麦抽穗期的表观光合速率，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是()A．施氮可同时影响光合速率和呼吸速率B．增施CO2和施氮均可提高小麦产量C．CO2浓度对产量的影响大于施氮量D．可通过控制室温进一步提高产量答案C解析N元素是光合作用和细胞呼吸中许多重要物质(如酶、叶绿素等)的组成成分，故施氮可同时影响光合速率和呼吸速率，A正确；结合题图分析可知，在CO2浓度相同时，200mg·kg－1施氮量的表观光合速率均高于施氮量为0的，在施氮量相同时，高于大气CO2浓度条件下的表观光合速率均大于正常大气CO2浓度下的，故增施CO2和施氮均可提高小麦产量，B正确；由于实验没有比较CO2浓度和施氮量的光合速率，故不能得出CO2浓度对产量的影响大于施氮量的结论，C错误；温度可通过影响酶的活性等影响光合速率，故可通过控制室温(如白天适当升温，夜间降低温度)进一步提高产量，D正确。2．(2023·舟山高三月考)如图为红松(阳生)和人参(阴生)在温度、水分均适宜的条件下，光合速率与呼吸速率的比值(P/R)随光强度变化的曲线图。下列叙述正确的是()A．光强度为a时，每日光照12小时，一昼夜后人参和红松干重均减少B．光强度在b点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度C．光强度为c时，红松和人参的表观光合速率相等D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点右移答案A解析由图示分析可知，曲线A表示红松(阳生)，曲线B表示人参(阴生)，光强度为a时，人参的P/R值为1，光照12小时没有积累有机物，晚上进行细胞呼吸消耗有机物，一昼夜干重减少，红松的P/R值小于1，光照下没有有机物的积累，晚上消耗有机物，因此，一昼夜干重也减少，A正确；光强度在b点之后，限制红松(曲线A)P/R值增大的主要外界因素是光强度，限制人参(曲线B)P/R值增大的主要外界因素是光强度以外的其他因素，如CO2度等，B错误；光强度为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故表观光合速率不同，C错误；由于镁是构成叶绿素的重要组成成分，若适当增加土壤中无机盐镁的含量，合成叶绿素增多，光合作用增强，达到光补偿点需要的光强度变小，故一段时间后a点左移，D错误。3．如图是大棚番茄在24小时测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是()A．a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱B．d点是由于温度过高，蒸腾作用过强导致气孔关闭，CO2供应减少C．如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加D．番茄通过光合作用制造有机物的时间是c～e段答案D解析a点时植物只进行细胞呼吸，故a点CO2释放量减少可能是温度降低导致细胞呼吸强度减弱，A正确；如果N点低于M点，说明经过一昼夜的时间，大棚中的CO2浓度降低，植物的光合作用大于细胞呼吸，植物体内的有机物总量增加，C正确；番茄通过光合作用制造有机物的时间是b～f段，有机物积累的时间是c～e段，D错误。4．用等容积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如表(不考虑化能合成作用)。下列分析合理的是()透光玻璃瓶甲透光玻璃瓶乙不透光玻璃瓶丙4.9mg5.6mg3.8mgA.一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低B．乙瓶中浮游植物的细胞产生ATP的场所是线粒体、叶绿体C．一昼夜内，乙瓶中生产者光合作用产生的氧气量约为0.7mgD．一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg答案D解析丙瓶生物细胞呼吸消耗瓶中O2，产生CO2，pH比乙瓶低，A错误；乙瓶中，植物细胞产生ATP的场所有叶绿体、细胞溶胶和线粒体，B错误；丙瓶O2的减少量代表一昼夜生物细胞的呼吸量，即4.9－3.8＝1.1(mg)，乙瓶O2的增加量为一昼夜生产者的表观光合量，即5.6－4.9＝0.7(mg)，故一昼夜光合作用制造的氧气量为表观光合量＋呼吸量＝0.7＋1.1＝1.8(mg)，C错误，D正确。5．(2024·温州高三模拟预测)如图表示夏季时某植物体在不同程度遮光条件下表观光合速率的部分日变化曲线，据图分析，下列有关叙述正确的是()A．一天中适当遮光均会显著增强表观光合速率B．b～M段叶肉细胞内合成ATP的场所只有细胞溶胶和线粒体C．M点时叶肉细胞消耗的CO2量一般等于呼吸产生的CO2量D．e～f段表观光合速率降低是CO2吸收量减少影响碳反应所致答案D解析据图分析可知，在5：30～7：30之间，30%遮光时的表观光合速率比不遮光的低，A错误；b～M段光合作用强度小于细胞呼吸强度，结合题图可知，此时该植物能进行光合作用，故b～M段叶肉细胞内合成ATP的场所不仅有细胞溶胶和线粒体，还有叶绿体，B错误；M点80%遮光时，该植物体表观光合速率等于0，也就是植物体内所有能进行光合作用的细胞消耗的CO2量等于所有细胞呼吸产生的CO2量，但是就叶肉细胞来说，其光合作用消耗的CO2量一般大于该细胞细胞呼吸产生的CO2量，C错误；图示为夏季时某植物体在不同程度遮光条件下表观光合速率，不遮光条件下，e～f段表观光合速率降低，原因是该时间内气孔关闭，CO2吸收量减少，影响碳反应，D正确。6．将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如图所示。下列有关说法错误的是()A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后B．到达图乙中的h点时，玻璃罩内的CO2浓度最低C．图甲中的C点对应图乙中的d点D．图乙中的d、h两点均为光补偿点，且d、h两点植物的真正光合速率相等答案D解析图甲中，B点之后CO2的增加量减少，表示B点开始进行光合作用，C、F点表示光合速率等于呼吸速率，F点后光合作用结束，A正确；图乙中d、h两点表示光合速率等于呼吸速率，h点前光合速率大于呼吸速率，CO2浓度减少，h点后光合速率小于呼吸速率，CO2浓度增加，故h点时密闭容器的CO2浓度最低，B正确；图乙中的d、h两点植物的呼吸速率不详，真正光合速率不一定相等，D错误。7．如图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和细胞呼吸过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，你觉得不可能出现的是()A．甲、乙装置液滴都左移B．甲、乙装置液滴都右移C．甲装置液滴不动，乙装置液滴左移D．甲装置液滴右移，乙装置液滴左移答案B解析若在黑暗条件下，甲、乙装置都只进行细胞呼吸，细胞呼吸消耗氧气，而装置中二氧化碳量保持恒定，因此液滴都左移，A不符合题意；如果甲、乙装置液滴都右移，说明装置中气体量会增多，青蛙细胞呼吸不可能使装置中气体量增多，B符合题意；甲装置中的绿色植物光合作用等于细胞呼吸时液滴不动，乙装置青蛙需氧呼吸消耗氧气，液滴应向左移，C不符合题意；甲装置中的绿色植物光合作用大于细胞呼吸时装置中液滴向右移，乙装置青蛙进行细胞呼吸，液滴应向左移，D不符合题意。8．现用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度，将某对称叶片的一半遮光(甲)，另一半不遮光(乙)，并采用适当的方法阻止甲、乙间物质和能量的转移。在适宜温度等条件下光照一段时间后，在甲、乙中截取对应部分相等面积的叶片，烘干称重，分别记作m1和m2，单位为mg/(dm2·h)。下列说法正确的是()A．m1表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小B．m2表示被