专题08光合作用与呼吸作用的综合应用讲（原卷版）

专题08光合作用与呼吸作用的综合应用（讲）讲考纲考情讲考纲考情1.最新考纲（1）光合作用的基本过程Ⅱ（2）影响光合作用速率的环境因素（3）实验：叶绿体色素的提取和分离2.最近考情2021全国乙卷(29)、2020全国卷Ⅰ(30)、2020全国卷Ⅲ(29)2019全国卷Ⅰ(3、29)、2019全国卷Ⅱ(31)、2018全国卷Ⅰ(30)2018全国卷Ⅱ(30)、2018全国卷Ⅲ(29)、2017全国卷Ⅰ(30)2017全国卷Ⅱ(29)、2017全国卷Ⅲ(2)讲核心素养讲核心素养1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构与功能相适应；物质与能量观：通过光合作用合成有机物，储存能量2.科学思维——分类与比较：比较光反应和暗反应，掌握光合作用的过程分析与综合：通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影响3.科学探究——表达与交流：分析色素的提取与分离的结果，制订实验方案；探究环境因素对光合作用的影响4.社会责任——社会应用：光合作用的原理在生产中的应用构思维导图构思维导图考点一：光合作用与细胞呼吸的联系核心突破例题精讲核心突破例题精讲【例题】（2021·河南高一月考）下列关于光合作用与呼吸作用的关系，叙述正确的是（C）A．甲乙分别表示叶绿体和线粒体，且一定为高等植物B．绿色植物光合作用利用的CO2全部来自于有氧呼吸C．高等植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关D．乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反应阶段知识总结知识总结（一）各种元素的联系【科学思维】（二）[H]和ATP的联系【科学思维】比较项目来源去路[H]光合作用产生于用于有氧呼吸产生于消耗于ATP光合作用产生于阶段，其中的能量来自能主要用于（仅在叶绿体中使用）有氧呼吸三个阶段均能产生，但第阶段相对较多用于（三）能量的联系【科学思维】【变式训练】（2021·天津高三三模）下图表示植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中氢元素的转移途径，相关叙述不正确的是（）A.过程①④在生物膜上进行B.光合作用的原料H2O中的氧可以依次经过①②③④转移到细胞呼吸的产物H2O中C.植物体光补偿点时，叶肉细胞内的过程③④中合成的ATP少于过程①合成的ATPD.过程①②③④都有能量的转化考点二：光合作用与细胞呼吸的相关曲线核心突破例题精讲核心突破例题精讲【例题】（2021·汪清县汪清第六中学高三一模）下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示夏季某一天24小时的温度、某植物的真正光合速率、净光合速率的变化，以下分析错误的是（）A.图中曲线Ⅲ在a点上升的原因是温度下降，细胞呼吸减弱B.图中曲线Ⅲ在12点左右d点下降的原因是温度过高，气孔关闭C.叶肉细胞在图中的c、e两点的光合速率大于呼吸速率D.与d点相比，e点ATP的含量下降，C3还原的速率下降知识总结知识总结（一）“三率”曲线【科学思维】A点：只进行,OA的距离表示；（见图1）AB段：光合速率呼吸速率，净光合速率0，植物正常生长，甚至；对外表现为：；（见图2）B点：称为，此光照强度下光合速率呼吸速率，净光合速率0，植物；对外表现为：；（见图3）BC段：光合速率呼吸速率，净光合速率0，植物生长；对外表现为：；（见图4）C点：该点纵坐标读数表示。该点之后不再受影响，而受等的限制。E点：称为，其含义为：。【知识拓展】变式曲线注意：CO2浓度要达到一定数值才能进行暗反应。【变式训练】（2021·上海高二二模）其他条件适宜情况下，光照强度对水稻植株CO2吸收量（释放量）的影响如图所示。下列有关叙述正确的是（）A.b点时，叶肉细胞中光合作用强度等于呼吸作用强度B.在C点时突然降低光照强度，短时间内C3含量会降低C.a点时，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体D.适当升高温度和二氧化碳浓度，c点将向右上方移动（二）夏季晴朗的一天CO2量的变化【科学思维】a点：24时，CO2释放量减小；（原因：）b点：6时左右，进行光合作用；（现象：）c点：7时左右，光合速率呼吸速率；（此时的光照强度对应：点）d点：12时左右，光合作用减弱；（直接原因：）（间接原因：）ce：718时，光合速率呼吸速率；e点：18时左右，光合速率呼吸速率，有机物积累量；（此时的光照强度对应：点）eg：18时以后，光合速率呼吸速率，最后光合作用，f点后只进行。（其中f点的现象为：）【变式训练】（2021·浙江绍兴市·高一期末）在春末晴朗白天，测定某蔬菜基地中大棚蔬菜在不同条件下的净光合作用速率（总光合作用速率与细胞呼吸速率之差），结果见图（假设塑料大棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同），以下说法错误的是（）A.曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内三碳酸相对含量减少B.曲线b中，在6时和18时植株中有机物含量大致相等C.曲线b的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是光照强度和空气中CO2含量D.曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP和NADPH用于三碳酸还原（三）密闭环境下，一昼夜CO2的变化【科学思维】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点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量。【知识拓展】变式曲线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点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量；如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量。【变式训练】（2021·广东广州市华南师大附中高三三模）将生长状况一致的番茄苗均分为两组，一组正常培养，一组在缺镁条件下培养，然后移入相同的两个密闭玻璃容器中并置于室外（晴天），测定容器中一天CO2浓度的变化，结果如下图。据此可推断（）A.Ⅰ组为缺镁培养组、Ⅱ组为正常组 B.番茄苗在A1、A2点开始光合作用C.B2点时番茄苗氧气净吸收量为0 D.该条件下两组植物苗能持续正常生长【知识拓展】（一）植株和叶肉细胞中的“光合速率=呼吸速率”1.当植株（叶片）中的光合速率＝呼吸速率时，叶肉细胞中的中的光合速率呼吸速率；2.当叶肉细胞中的光合速率＝呼吸速率时，植株（叶片）中的中的光合速率呼吸速率；（原因：植株和叶片中有一些细胞是不能进行光合作用的，如细胞等非绿色部分。）（二）提高大棚内农作物产量的途径途径具体方法和注意事项增大光合面积夜间：最好选择日光灯间隔照射，时间不能太长，保证经济效益增大光合面积：种群距离要适度，避免植物相互遮光造成减产：要选择合适的两种作物，减少竞争导致的减产提高光合速率：如适当通风、施用农家肥：如农家肥和化肥配合使用，还要避免施肥过度造成“烧苗”提高净光合速率：白天适当升温；夜间适当降温,增加有机物的积累量【变式训练】（2021·湖北高三其他模拟）农业生产中，农民会采取一些措施来提高农作物的产量。下列措施不能达到增产目的的是（）A.棉花长到一定高度，农民会将棉花下部衰老的叶片去掉B.将种植在华北地区的油菜引种到适宜油菜生长的吐鲁番地区C.早春，在CO2含量相对较髙的早晨通风，增加温室中CO2含量D.对玉米合理密植，并在生长旺盛阶段浇水、施肥考点三：光合作用与细胞呼吸的相关题型核心突破例题精讲核心突破例题精讲【例题】（2021·安徽蚌埠市高三模拟）下图甲为光照强度对小麦光合速率影响的曲线图，图乙是小麦叶肉细胞的部分代谢过程。据图分析，下列说法错误的是（）A.图乙中物质A产生场所是叶绿体类囊体薄膜，消耗场所是线粒体内膜B.图甲中b点对应的光照强度可使叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下C.图乙中线粒体产生的ATP可用于叶肉细胞对物质A和物质B的运输D.光照强度为600Klx时，小麦固定CO2的速率为23umol/(㎡·s）知识总结知识总结（一）过程类【生命观念】【例】如图为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程，下列说法错误的是（）A.过程①中叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光B.过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H]C.过程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中D.若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加（二）曲线分析类【科学思维】【例】下图是光照强度与光合速率关系图，下列说法错误的是（）A.当光照强度＜A时,光合速率＜呼吸速率B.当光照强度＝A时,呼吸作用释放出的CO2＝光合作用同化的CO2C.当A＜光照强度＜B时,植物叶片吸收CO2D.B点以后,限制光合作用的因素包括光照强度、温度、二氧化碳浓度等（三）点的移动类【科学思维】情境一：若因某条件改变使呼吸速率下降，其他条件不变，则：A点，B点，C点；【解析】A点：取决于呼吸速率B点：总光合速率=呼吸速率C点：净光合速率=总光合速率－呼吸速率情境二：若呼吸速率基本不变，非横坐标因素的改变使总光合速率下降时（如缺镁），A点，B点，C点。【解析】A点：取决于呼吸速率B点：总光合速率=呼吸速率上下：净光合速率=总光合速率－呼吸速率C点左右：光饱和点（取决于总光合速率）【例】已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，下图表示25℃时光合作用与光照强度的关系。若温度升到30℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点A、B、D移动方向分别为（）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）计算类【科学思维】【例】下图是通过某装置测量的在不同光照强度下，通过计算而绘制的光照强度与CO2相对量曲线图。如要装置内的植物的干质量在024h内始终不低于0h前，理论上一天最多能暗处理（）A.14.4小时B.14.6小时C.14.8小时D.15.0小时（五）面积类【科学思维】【例】下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S1、S2、S3表示所在部位的面积，下列说法中不正确的是（）A.S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量B.S2＋S3可表示玉米光合作用产生的有机物总量C.S2－S1表示玉米光合作用有机物的净积累量D.若植株缺Mg，则B点右移，D点右移【变式训练】（2021·浙江模拟）在光照恒定、最适温度条件下，某研究小组用甲图的实验装置测量1小时内密闭容器中CO2的变化量，绘成曲线如乙图所示。下列叙述错误的是（）A.a～b段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50ppmCO2/minC.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将下降D.若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中三碳酸的含量将增加考点四：探究——光合速率的测定核心突破例题精讲核心突破例题精讲【例题】（2021·重庆市实验中学高三三模）研究小组同学研究某湖泊中X深度水层中，生物的光合作用和有氧呼吸，设计了如下操作：①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光的黑布包起来；②将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量；③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时后取出；④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。则以下对24小时内X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析，正确的是（）A.光合作用产生的氧气量为（kv）mol/瓶B.光合作用产生的氧气量为（kw）mol/瓶C.有氧呼吸消耗的氧气量为（kv）mol/瓶D.有氧呼吸消耗的氧气量为vmol/瓶知识总结知识总结（一）有色液滴法【科学探究】1.NaHCO3溶液作用：；2.测定指标：（单位时间内有色液滴右/左移的体积）3.条件：4.误差：测量值（净光合）实际值（总光合）（原因：）【知识拓展】总光合速率的测定将上述装置放在黑暗条件下，液滴单位时间内左移的距离即为速率，与净光合速率就能算出总光合速率。装置模型注意：若设置校正装置，则可。【变式训练】（2021·湖北高三其他模拟）如图为某兴趣小组探究绿色植物生理作用所用到的实验装置，I所给的条件有：①遮光；②适宜光照；Ⅱ烧杯中的物质有；③NaOH溶液；④CO2缓冲液；⑤蒸馏水，当呼吸作用以葡萄糖为底物时（不考虑产乳酸的呼吸），下列实验没计方案不能达到目的是（）A.实验一①③，实验二②④，探究叶绿体内氧气的释放速率B.实验一①③，实验二①④，探究植株可能进行的呼吸类型C.实验一②③，实验二②④，验证CO2是植物光合作用的原料D.实验一①③，实验二①⑤，探究有氧呼吸和无氧呼吸消耗糖的比例（二）黑白瓶法【科学探究】瓶身是否放入长势良好的植物放入适宜水深测定时间测定项目取值表示量A黑瓶不放相同放入时测定水中溶氧量水中溶氧量为：量B黑瓶放入相同一段时间后测定水中溶氧量与初始值的差值为：量C白瓶放入相同与B瓶相同时间后测定水中溶氧量与初始值的差值为：量黑白瓶法的应用：设初始值为x，白瓶现有量为M白，黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？【解析】净光合量=呼吸量=总光合量===提醒：①若有初始值，可推出呼吸量和净光合量；