【生物】2020届一轮复习人教版光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系学案 34页

‎2020届 一轮复习 人教版 光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系 学案 考点一　影响光合作用的因素及应用 ‎1.单因子对光合作用速率的影响 ‎(1)光照强度 ‎①原理:光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合作用速率。光照强度增强,光反应速率加快,产生的[H]和ATP增多,使暗反应中C3还原过程加快,从而使光合作用产物增加。‎ ‎②曲线分析 图3-10-20‎ A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度,该强度不随光照强度的改变而改变;‎ AB段:光照强度加强,光合速率逐渐加强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度;‎ B点:光补偿点(光合作用强度等于呼吸作用强度时的光照强度),细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用;‎ BC段:随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度;‎ C点:光饱和点(光合作用强度达到最大时的最低光照强度),继续增加光照强度,光合作用强度不再增加。‎ ‎③应用:阴生植物(适合在弱光下生长的植物)的B点左移,C点较低,如图3-10-20中虚线所示。间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置等。‎ ‎(2)CO2浓度 ‎①原理:影响暗反应阶段,制约C3的形成。‎ ‎②曲线分析 图3-10-21‎ 图甲中A点:光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点;‎ 图乙中A'点:进行光合作用所需CO2的最低浓度;‎ B和B'点:CO2饱和点(光合作用强度达到最大时的最低CO2浓度),继续增加CO2的浓度,光合速率不再增大;‎ AB段和A'B'段:在一定范围内,光合速率随CO2浓度的增加而增大。‎ ‎③应用 a.合理密植,保持作物间良好的通风状态;‎ b.使用农家肥,或采取其他措施增大CO2浓度。‎ ‎(3)温度 ‎①原理:通过影响酶的活性来影响光合作用。‎ ‎②曲线分析 图3-10-22‎ AB段:在B点之前,随着温度升高,光合速率增大;‎ B点:光合速率最大,此点对应的温度为酶的最适温度;‎ BC段:随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50 ℃左右光合速率几乎为零。‎ ‎③应用:冬天适当提高温室温度,夏天适当降低温室温度。‎ ‎2.多因子对光合作用速率的影响 ‎(1)常见曲线 图3-10-23‎ ‎(2)曲线分析 P点:限制光合速率的因素为横坐标所表示的因子,随其因子强度的不断加强,光合速率不断提高。‎ Q点:横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的限制因素,要提高光合速率,可适当提高图示中的其他因子。‎ ‎(3)应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度的同时也可适当提高CO2浓度以提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率。‎ 命题角度1　 考查影响光合作用的环境因素 ‎1.[2018·河南郑州一模] 如图3-10-24为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用速率的影响。下列有关叙述中不正确的是 (　　)‎ 图3-10-24‎ A.曲线A→B点,叶绿体中C3浓度降低 B.B→D点,叶绿体中C5浓度升高 C.曲线A→B点,叶绿体中C5生成速率降低 D.D点时,限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等 图3-10-25‎ ‎2.[2018·北京延庆一模] 科研人员测定甲、乙两植物CO2吸收速率随CO2浓度的变化如图3-10-25所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.M点时甲植物光反应产生ATP和[H]的速率达到最大 B.暗反应中固定CO2的酶的活性甲植物高于乙植物 C.乙植物达到CO2饱和点时既不吸收O2也不释放CO2‎ D.甲植物更适合在低浓度CO2的大棚中种植 命题角度2　考查环境条件改变与补偿点、饱和点移动的关系 ‎3.[2018·辽宁盘锦高中模拟] 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 ℃,该植物在恒温30 ℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系如图3-10-26所示,下列叙述错误的是 (　　)‎ 图3-10-26‎ A.由b点变为c点时,叶肉细胞中三碳化合物的含量降低 B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中[H]合成速率将会变小,c点向左下方向移动 C.当光照强度为X时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体 D.在其他条件不变的情况下,将温度调节到25 ℃,图中a点将向上移动,b点将向右移动 图3-10-27‎ ‎4.如图3-10-27为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是 (　　)‎ A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B.当植物缺Mg时,b点将向左移 C.大气中CO2浓度可影响c点的位置 D.与阳生植物相比,阴生植物b点左移,a点下移 题后归纳　光合作用曲线中补偿点与饱和点移动规律 ‎(1)补偿点的移动 ‎①呼吸速率增加,其他条件不变时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。‎ ‎②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光(或CO2)补偿点应右移,反之左移。‎ ‎(2)饱和点的移动 相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时,饱和点应右移,反之左移。‎ 命题角度3　自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析 ‎5.[2018·福建漳州二模] 如图3-10-28表示的是一昼夜北方某作物植株CO2吸收量的变化。甲图为盛夏的某一晴天,乙图为春天的某一晴天。对两图的相关原因分析不正确的是 (　　)‎ A.适当提高温度可以增加OA的绝对值 B.甲图中有机物积累最多的是G点,两图中B点植物干重均低于A点时的干重 图3-10-28‎ C.两图中DE时间段叶绿体中C3含量均大大减少 D.甲图中E点和G点相比,E点叶绿体中的ATP含量较多 ‎6.[2018·河北定州中学模拟] 将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了一天内该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图3-10-29中的曲线。下列有关说法正确的是 (　　)‎ 图3-10-29‎ A.在A点时叶肉细胞中产生ATP的部位只有线粒体 B.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,植物呼吸作用强 C.D点时植物的光合作用强度和呼吸作用强度相等 D.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收最多,光合作用最强 题后归纳　‎ ‎(1)自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 图3-10-30‎ ‎①开始进行光合作用的点:b。‎ ‎②光合作用与呼吸作用相等的点:c、e。‎ ‎③开始积累有机物的点:c。‎ ‎④有机物积累量最大的点:e。‎ ‎(2)密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 图3-10-31‎ ‎①光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D、H。‎ ‎②该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度。‎ 考点二　光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用 ‎1.光合作用与细胞呼吸的过程图解 图3-10-32‎ ‎2.物质转化关系 ‎(1)元素转移途径 C:CO2C6H12O6C3H4O3CO2‎ O:H2OO2H2O H2OCO2C6H12O6‎ H:H2O[H]C6H12O6‎ ‎[H]H2O ‎(2)[H]的来源和去路比较 图3-10-33‎ ‎3.能量转化关系 ‎(1)能量形式的转变 图3-10-34‎ ‎(2)ATP的来源与去路比较 图3-10-35‎ 命题角度1　 综合考查光合作用与细胞呼吸过程 ‎1.[2018·福建宁德二检] 图3-10-36为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是 (　　)‎ 图3-10-36‎ A.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中 ‎ B.过程①产生NADH,过程③消耗NADPH ‎ C.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加 D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系 ‎2.图3-10-37为植物细胞内发生的部分转化过程。下列有关分析错误的是 (　　)‎ 图3-10-37‎ A.伴随着ATP形成的过程是b、c、d B.人体细胞中也可发生的过程有b、d C.发生在生物膜上的过程有a、c、d D.在光照充足、条件适宜的情况下,a强于b,c强于d 命题角度2　考查光合作用与细胞呼吸过程中的元素追踪 ‎3.[2019·黑龙江哈师大附中高三模拟] 下列是几个使用放射性同位素标记方法的实验,对其结果的叙述不正确的是 (　　)‎ A.给水稻提供14CO2,则14C的转移途径大致是14CO2→14C3→(14CH2O)‎ B.利用15N标记丙氨酸,附着在内质网上的核糖体将出现放射性,而游离的核糖体无放射性 C.给水稻提供14CO2,则其根细胞在缺氧状态有可能出现14C2H5OH D.小白鼠吸入18O2,则在其尿液中可以检测到O,呼出的二氧化碳也可能含有C18O2‎ ‎4.如图3-10-38表示光照较强时,水稻的叶肉细胞内物质转化过程。‎ 图3-10-38‎ ‎(1)①过程与　　　　(填“a”“b”“c”或“d”)相同,③过程与　　　　(填“a”“b”“c”或“d”)相同。 ‎ ‎(2)用14C标记CO2,14C在植物体内转移的途径是14CO2→　　　　→(14CH2O)→　　　　→14CO2。 ‎ ‎(3)a、b、c、d中消耗ATP的过程是　　　　,①②③④中合成ATP的过程是　　　　　　。 ‎ ‎(4)①过程产生的[H]的移动方向是　　　　　　　　　　　　,③过程产生的[H]的移动方向是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 考点三　 光合速率、呼吸速率及二者之间的关系 ‎1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 总光合速率 O2产生速率 CO2固定(或 消耗)速率 有机物产生(或 制造、生成)速率 净光合速率 O2释放速率 CO2吸收速率 有机物积累速率 呼吸速率 黑暗中O2‎ 吸收速率 黑暗中CO2‎ 释放速率 黑暗中有机物消 耗速率 ‎(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(如图3-10-39中A点)。‎ ‎(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净光合速率。‎ ‎(3)总光合速率=净光合速率+呼吸速率 ‎2.光合作用和细胞呼吸综合曲线解读 图3-10-39‎ ‎(1)A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合量小于0,如图中甲所示。‎ ‎(2)AB段:真正光合速率小于呼吸速率,净光合量小于0,如图中乙所示。‎ ‎(3)B点:真正光合速率等于呼吸速率,净光合量等于0,如图中丙所示。‎ ‎(4)B点以后:真正光合速率大于呼吸速率,净光合量大于0,如图中丁所示。‎ 命题角度1　 考查光合速率和呼吸速率的关系 ‎1.[2017·北京卷] 某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图3-10-40所示。据此,对该植物生理特性理解错误的是 (　　)‎ 图3-10-40‎ A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 ℃‎ C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃‎ ‎2.[2018·北京丰台二模] 为了研究缺失叶黄素的植株(甲)和正常的植株(乙)光合作用速率的差异,某实验小组设计实验并测得相关数据如下表(温度和CO2浓度等条件均适宜)。下列有关说法正确的是 (　　)‎ 光合速率 与呼吸速 率相等时 的光照强 度(klx)‎ 光合速率 达到最大 值时的最 小光照强 度(klx)‎ 光合速率 最大值时 CO2吸收 量[mg/‎ ‎(100cm2·h)]‎ 黑暗条件 下CO2释 放量[mg/‎ ‎(100cm2·h)]‎ 植株甲 ‎1‎ ‎3‎ ‎12‎ ‎6‎ 植株乙 ‎3‎ ‎9‎ ‎30‎ ‎14‎ A.植株甲因缺少叶黄素而使得叶片呈现黄色,且呼吸速率降低 B.光照强度为3 klx时,植株甲光合作用所需CO2只来源于呼吸作用 C.光照强度为1 klx时,植株乙的光合速率大于其呼吸速率 D.光照强度为3 klx时,甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100cm2·h)‎ 题后归纳　植物“三率”的判定 ‎(1)根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率;当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。‎ ‎(2)根据关键词判定 检测指标 呼吸速率 净光合速率 真正(总)光合速率 CO2‎ 释放量(黑暗)‎ 吸收量 利用量、固定量、消耗量 O2‎ 吸收量(黑暗)‎ 释放量 产生量 有机物 消耗量(黑暗)‎ 积累量 制造量、产生量 命题角度2　 考查在生产生活实际中的应用 ‎3.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成4等份,在不同温度下分别暗处理1 h,再光照1 h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如图3-10-41所示数据。下列说法正确的是 (　　)‎ 图3-10-41‎ A.该植物在27 ℃时生长最快,在29 ℃和30 ℃时不表现生长现象 B.在所给的4个温度中该植物呼吸作用和光合作用的最适温度都是29 ℃‎ C.在27 ℃、28 ℃和29 ℃时光合作用制造的有机物的量相等 D.30 ℃时光合作用制造的有机物量等于呼吸作用消耗的有机物量,都是1 mg/h ‎4.[2018·山东德州一模] 为研究某品种小麦的抗盐碱能力,某研究小组将该品种幼苗均分成A、B两组,分别在盐碱和非盐碱土壤中培养一段时间,在适宜温度下测得两组幼苗在不同光照强度下的光合作用强度(单位时间、单位面积O2释放量),结果如下表。回答下列问题:‎ 光照强度(lx)‎ ‎0‎ ‎100‎ ‎150‎ ‎300‎ ‎750‎ ‎1500‎ ‎3000‎ ‎7500‎ 光合作 用强度 ‎ ‎[μ A 组 ‎-3‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎12‎ ‎12‎ molO2/‎ ‎(m2·a)]‎ B ‎-10‎ ‎-5‎ ‎0‎ ‎6‎ ‎12‎ ‎18‎ ‎20‎ ‎20‎ 组 ‎(1)在实验条件下,该品种小麦幼苗在　　　　土壤中细胞呼吸速率较高,判断的理由是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎(2)光照强度为300 lx时,两组幼苗的生长速度　　　　(填“A>B”“A=B”或“A0时,植物因积累有机物而正常生长。‎ ‎(2)净光合速率=0时,植物因无有机物积累而不能生长。‎ ‎(3)净光合速率<0时,植物因有机物量减少而不能生长,且长时间处于此种状态下植物将死亡。‎ 真题·预测 ‎1.[2018·江苏卷] 图3-10-42为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率,下列假设条件中能使图中结果成立的是 (　　)‎ 图3-10-42‎ A.横坐标是CO2浓度,甲表示较高温度,乙表示较低温度 B.横坐标是温度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 C.横坐标是光波长,甲表示较高温度,乙表示较低温度 D.横坐标是光照强度,甲表示较高CO2浓度,乙表示较低CO2浓度 ‎2.[2017·全国卷Ⅱ] 图3-10-43是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。‎ 图3-10-43‎ 据图回答下列问题:‎ ‎(1)图中①②③④代表的物质依次是　　　　　、　　　　　、　　　　　、　　　　　,[H]代表的物质主要是　　　　。 ‎ ‎(2)B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A过程,还发生在　　　　(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。 ‎ ‎(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是　。　　　　　　 ‎ ‎3.[2018·全国卷Ⅰ] 甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图3-10-44所示。‎ 图3-10-44‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)当光照强度大于a时,甲、乙两种植物中,对光能的利用率较高的植物是　　　　。 ‎ ‎(2)甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是　　　　,判断的依据是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎(3)甲、乙两种植物中,更适合在林下种植的是　　　　。 ‎ ‎(4)某植物夏日晴天中午12:00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的　　　　(填“O2”或“CO2”)不足。 ‎ ‎4.[2018·全国卷Ⅲ] 回答下列问题:‎ ‎(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的　　　　　　上,该物质主要捕获可见光中的　　　　　　　。 ‎ ‎(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图3-10-45所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均　　　　。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是　 ‎ ‎　。 ‎ 图3-10-45‎ ‎(3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度　　　(填“高”或“低”)。 ‎ ‎1.图3-10-46为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜),下列叙述正确的是 (　　)‎ 图3-10-46‎ A.植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞释放氧气 B.突然遮光处理,短时间内植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少 C.提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点 D.最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ ‎2.图3-10-47为某植物在不同环境条件下的净光合速率变化[单位:mgCO2/(m2·h)],请回答下列问题:‎ 图3-10-47‎ ‎(1)据图分析,影响该植物光合速率的环境因素有　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)如果光照强度的变化不影响该植物的呼吸速率,Q点的总光合速率　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)在25 ℃条件下P点处的总光合速率。 ‎ ‎(3)在光照强度为16 klx,温度为25 ℃,不含放射性等环境条件下,用O浇灌该植物,则一段时间后幼苗周围空气中的　　　　(填“O2”“CO2”或“O2和CO2”)含有18O,原因是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎1.光照强度直接影响光反应的速率,光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速率。‎ ‎2.温度影响光合作用过程,特别是影响暗反应中酶的催化效率,从而影响光合速率。‎ ‎3.CO2是暗反应的原料,CO2浓度高低直接影响光合速率。‎ ‎4.矿质元素直接或间接影响光合作用。例如,镁是叶绿素的组成元素,氮对酶的含量有影响,磷是ATP的组成元素等。‎ ‎5.光合速率与呼吸速率的关系:(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率;(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率;(3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。‎ 拓展微课　光合速率的测定方法及计算 ‎ 难点一　测定光合速率的常用方法 ‎1.利用液滴移动测定光合速率 ‎(1)实验装置 图W1-1‎ ‎(2)测定原理 ‎①在黑暗条件下,甲装置中的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吸收O2的速率,可代表呼吸速率。‎ ‎②在光照条件下,乙装置中的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释放O2的速率,可代表净光合速率。‎ ‎③真光合速率=净光合速率+呼吸速率。‎ ‎(3)测定方法 ‎①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。‎ ‎②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,计算净光合速率。‎ ‎③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。‎ ‎(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,即用死亡的相同大小的同种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。‎ 例1　为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图W1-2所示的实验装置若干组,利用CO2缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,在室温25 ℃时进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是 (　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 图W1-2‎ 组别 实验条件 液滴移动(mL/h)‎ 光照强度(lx)‎ CO2浓度(%)‎ ‎1‎ ‎0‎ ‎0.05‎ 左移2.24‎ ‎2‎ ‎800‎ ‎0.03‎ 右移6.00‎ ‎3‎ ‎1000‎ ‎0.03‎ 右移9.00‎ ‎4‎ ‎1000‎ ‎0.05‎ 右移11.20‎ ‎5‎ ‎1500‎ ‎0.05‎ 右移11.20‎ ‎6‎ ‎1500‎ ‎0.03‎ 右移9.00‎ A.1组中液滴左移的原因是植物进行有氧呼吸消耗了氧气 B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量 C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度 D.与4组比较可知,限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度 ‎2.利用黑白瓶法测定水生植物的光合速率 ‎(1)测定原理:黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,光合作用产生氧气量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。‎ ‎(2)测定方法:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a先包以黑胶布,再包以锡箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度相同位置取水,测定c瓶中的氧气含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入取水处,24小时后取出,测定两瓶中的氧气含量。‎ ‎(3)计算规律 规律1:有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量为净光合作用量;两者之和为总光合作用量。‎ 规律2:在没初始值的情况下,白瓶中测得的氧气现有量与黑瓶中测得的氧气现有量之差即为总光合作用量。‎ 例2　[2018·河北景县模拟] 下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中,初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度的差值。下列有关分析正确的是 (　　)‎ 水深(m)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 白瓶中O2浓度(g/m2)‎ ‎+3‎ ‎1.5‎ ‎0‎ ‎-1‎ 黑瓶中O2浓度(g/m2)‎ ‎-1.5‎ ‎-1.5‎ ‎-1.5‎ ‎-1.5‎ A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3 g/m2‎ B.水深2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率 C.水深3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用 D.水深4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 ‎3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 ‎(1)使用范围:检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光合速率测定。‎ ‎(2)测定方法:在测定时,将植物对称叶片的一部分遮光或取下置于暗处,另一部分则留在光下进行光合作用,过一段时间后,在这两部分的对应部位取同等面积的叶片,分别烘干称重。对称叶片的两对应部位的等面积的干重,开始时被视为相等,照光后的叶片重量超过黑暗中的叶重,超过部分即光合作用产物的产量,并通过一定的计算可得到光合作用有机物的产生量。‎ 例3　某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理(如图W1-3所示),并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6 h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速率,其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题:‎ 图W1-3‎ ‎(1)MA表示6 h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量;MB表示6 h后(　　　　　　)+(　　　　　　　　　　　)-呼吸作用有机物的消耗量。 ‎ ‎(2)若M=MB-MA,则M表示 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)真正光合速率的计算方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。 ‎ ‎　。 ‎ 难点二　交替光照与连续光照问题 ‎1.原理分析: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的快,光反应的产物ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉。‎ ‎2.过程分析:持续光照,光反应产生的大量的ATP和[H]不能被暗反应及时消耗掉,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,提高了光能的利用率。‎ ‎3.结论:在光照强度和光照时间不变的情况下,交替光照比连续光照制造的有机物相对较多。‎ 例4　研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料、在相同的条件下进行了四组实验,其中D组连续光照T秒,A、B、C组依次缩小光照、黑暗的交替频率如图W1-4所示,每组处理的总时间均为T秒。比较各组结果,发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到D依次越来越大。下列相关说法正确的是 (　　)‎ 图W1-4‎ A.本实验中光照强度是无关变量,故光照强度的改变不影响实验组光合作用产物的相对含量 B.光照期间,光反应通过水的光解为暗反应提供ATP和[H]‎ C.实验组黑暗变为光照时,光反应速率增加,暗反应速率变小 D.推测在某光照、黑暗的交替频率上,单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%‎ 难点三　与光合速率有关的计算 ‎1.光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量。‎ ‎2.光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳吸收量+呼吸作用二氧化碳释放量。‎ ‎3.光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖积累量+呼吸作用葡萄糖消耗量。‎ ‎4.总光合量=净光合量+呼吸量。‎ 例5　某生物小组为探究温度对某绿色植物光合速率与呼吸速率的影响进行了相关实验,结果如图W1-5所示。下列说法正确的是 (　　)‎ 图W1-5‎ A.5 ℃时,真光合速率约为呼吸速率的3倍 B.25 ℃时,光合速率最大 C.30 ℃时,增强光照,叶绿体内C3的量会增多 D.35 ℃时,光照一段时间,植物体中干物质量将减少 例6　从经过“饥饿”处理的某植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片,称其干重,如图W1-6所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下分析(实验过程中光照适宜,温度不变):‎ 图W1-6‎ 请回答:‎ ‎(1)叶圆片Y比叶圆片X　　　　(填“轻”或“重”),原因是　。 ‎ ‎(2)在下午4时至晚上10时这段时间里,叶圆片Z的呼吸作用消耗量可表示为　　　　　　g。 ‎ ‎(3)如果实验过程中叶片的呼吸作用速率不变,则从上午10时到下午4时这段时间里,叶圆片Y制造的有机物的量可表示为　　　　　　g。 ‎ ‎1.取生长旺盛的天竺葵叶片,用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气,均分后置于不同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同的一定强度光照,记录圆叶片上浮至液面所需时间,其结果绘制的曲线如图W1-7所示。下列相关叙述错误的是 (　　)‎ 图W1-7‎ A.YZ段平缓的限制因素可能是光照强度 B.Y点比X点细胞内的光合速率小 C.Z点后曲线上行,可能是叶片细胞失水所致 D.Y点时叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体 ‎2.图W1-8表示测定金鱼藻光合作用强度的实验密闭装置,氧气传感器可监测O2浓度的变化,下列叙述错误的是 (　　)‎ 图W1-8‎ A.该实验装置可用于探究不同单色光对光合作用强度的影响 B.加入NaHCO3溶液的主要目的是吸收呼吸作用释放的CO2‎ C.拆去滤光片,单位时间内氧气传感器测到的O2浓度高于单色光下O2浓度 D.若将此装置放在黑暗处,可测定金鱼藻的呼吸作用强度 ‎3.[2018·湖南常德一中二模] 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于6对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10 mg/L,白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于6种不同的光照条件下,24小时后,实测获得6对黑白瓶中溶解氧的含量,记录数据如下,以下说法不正确的是 (　　)‎ 光照强度(klx)‎ ‎0(黑暗)‎ a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎10‎ ‎16‎ ‎24‎ ‎30‎ ‎30‎ 黑瓶溶氧量(mg/L)‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎3‎ A.若只考虑光照强度,该深度湖水中所有生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg B.光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡 C.当该水层中的溶氧量达到30 mg/L时,光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素 D.若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下,瓶中光合生物细胞的C3含量会增加,C5含量会减少 ‎4.[2018·山西太原三模] 某生物兴趣小组为探究绿色植物的光合作用和呼吸作用,设计了如图W1-9所示实验装置,请分析回答:‎ 图W1-9‎ ‎(1)甲和乙构成对照实验,变量是　　　　　　,探究的是　　　　　　　　　　　　　　;甲和丙可构成一组对照实验,实验的变量是　　　　　,可以证明　 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)氧气有　　　　的特性,甲装置试管中收集的气体可以使　　　　　　　　,说明绿色植物的光合作用释放出氧气。 ‎ ‎(3)有同学利用甲装置进行了进一步探究,实验结果如下表:‎ 光源与试管的距离(cm)‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎50‎ 每分钟产生的气泡数(个)‎ ‎65‎ ‎35‎ ‎15‎ ‎6‎ ‎1‎ 据实验结果分析,得出的结论是　。 ‎ 据此结论,若要提高大棚作物的产量,可以采取的措施是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)利用丁装置探究绿色植物的呼吸作用时,应对装置进行　　　　　处理。一段时间后,玻璃管中的红墨水滴向　　　　(填“左”或“右”)移动。原因是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎5.[2018·广东湛江二模] 补光是指在自然光照条件下额外补充不同波长的光。为了探究补光对植物光合作用速率的影响,研究小组在温度适宜的玻璃温室中,分别用三种强度相同的单色光对某植物进行补光实验,补光时间为上午7:00~10:00。结果如图W1-10所示。‎ 图W1-10‎ 请回答:‎ ‎(1)补光实验时,采用适宜温度的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)该实验证明,自然光照下补充　　　　nm的光可以提高光合作用速率。 ‎ ‎(3)10:00时光照突然停止,此时光合作用速率是否为0?　　　　;原因是　。 ‎ ‎(4)现有沉于清水底部的30片新鲜小圆叶片、饱和的碳酸氢钠溶液,其他材料器具自选,欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响,请写出实验思路: ‎ ‎ ‎ ‎　。 ‎ 光合作用的影响因素及与呼吸作用的关系 考点一 ‎【对点训练】‎ ‎1.C　[解析] 曲线中A→B点时,光照强度增强,光反应产生的[H]和ATP增加,促进暗反应中C3的还原,导致叶绿体中C3浓度降低,相对应的C5生成速率升高,A正确,C错误;B→D点时,CO2浓度降低,暗反应中CO2和C5生成C3的反应减弱,因此叶绿体中C5浓度升高,B正确;曲线中D点为光饱和点,限制光合作用速率的环境因素可能有CO2浓度和温度等,D正确。‎ ‎2.A　[解析] M点时,甲植物达到最大光合速率,故光反应产生ATP和[H]的速率达到最大,A正确;甲植物在较高CO2浓度下达到最大光合速率,乙植物在较低二氧化碳浓度就能达到最大光合速率,但无法说明暗反应中固定CO2的酶的活性甲植物高于乙植物,B错误;乙植物达到CO2饱和点时,会从外界吸收CO2‎ ‎,C错误;由题图可知,甲植物适宜在较高CO2浓度下生活,乙植物适宜在较低CO2浓度下生活,D错误。‎ ‎3.D　[解析] 由b点变为c点时,光照强度增强,光反应产生的[H]、ATP增多,此时CO2固定速率不变,C3还原速率增强,所以C3含量较低,A正确;若CO2浓度降低,合成的C3减少,随之消耗的[H]、ATP减少,所以[H]合成速率减慢,c点向左下方移动,B正确;光照强度为X时,叶肉细胞既可以进行光合作用也可以进行有氧呼吸,所以此时细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,C正确;温度由30 ℃调节到25 ℃时,光合作用速率增强,呼吸作用速率降低,所以a点向上移动,b点向左移动,D错误。‎ ‎4.B　[解析] a点时没有光照,叶肉细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,A正确;b点表示光合速率等于呼吸速率,当植物缺Mg时,光合速率降低,只有增大光照强度才能提高光合速率,才能等于呼吸速率,即植物缺Mg时,b点将向右移动,B错误;由于CO2浓度也影响光合作用强度,所以大气中CO2浓度可影响c点的位置,C正确;由于阴生植物适宜生活在较弱光照条件下,因此光补偿点和光饱和点均低于阳生植物,故与阳生植物相比, 阴生植物b点左移,a点下移,D正确。‎ ‎5.C　[解析] OA的绝对值表示呼吸作用强度,适当提高温度可提高呼吸作用强度,A正确;G点光合强度等于呼吸强度,G点以后呼吸作用强度大于光合作用强度,故有机物积累最多的是G点,两图中AB段只进行呼吸作用,故B点植物干重均低于A点时的干重,B正确;甲图DE时间段因为光照强,气温高,导致蒸腾作用强,水分散失多,气孔关闭,CO2供应不足,光合作用速率略有下降,三碳化合物来源减少,去路未变,含量减少,乙图是因为光照强度减弱,光反应减弱,导致光合速率减弱,三碳化合物来源不变,去路降低,含量会升高,C错误;甲图中DE段气孔关闭,CO2供应不足,导致ATP消耗减少;E点与G点相比,E点叶绿体中的ATP含量较多,D正确。‎ ‎6.C　[解析] 在A点时植物只进行呼吸作用,叶肉细胞产生ATP的场所包括细胞质基质和线粒体,A错误;B点到D点过程中,植物先是只进行呼吸作用,后又进行了光合作用,但光合作用强度小于呼吸作用强度,从B点到D点的过程中一直有CO2的释放,所以D点CO2‎ 浓度较B点高,B错误;D点和H点时,光合作用强度与细胞呼吸强度相等,C正确;H点时,光合作用强度等于呼吸作用强度,此时一天中积累有机物最多,D错误。‎ 考点二 ‎【对点训练】‎ ‎1.D　[解析] 题图中过程①表示光合作用的光反应阶段,发生在叶绿体类囊体薄膜上,消耗NADP+,生成NADPH。过程②表示光合作用的暗反应阶段,过程③表示细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,生成NADH,A、B错误。植物某些器官,如根部,只进行细胞呼吸,不进行光合作用,因此若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,植物干重不一定增加,C错误。‎ ‎2.C　[解析] 根据分析,有ATP产生的是b有氧呼吸的第一、二阶段、c光反应、d有氧呼吸的第三阶段,A正确;人体内可以进行呼吸作用,b、d属于有氧呼吸,B正确;在生物膜上发生的生理过程是c光反应(场所是叶绿体的类囊体膜上)和d有氧呼吸的第三阶段(场所是线粒体内膜),a光合作用暗反应的场所是叶绿体基质,C错误;在光照充足,条件适宜的情况下,光合作用强于呼吸作用,所以a强于b,c强于d,D正确。‎ ‎3.B　[解析] 光合作用中14CO2中的14C,转移途径是先到C3再到糖类,A正确;利用15N标记丙氨酸,在游离的核糖体和附着在内质网上的核糖体都可能会出现放射性,B错误;给水稻提供14CO2,14C首先会通过光合作用到植物的糖类中,糖类在缺氧状态下进行无氧呼吸可能会出现14C2H5OH,C正确;小白鼠吸入的18O2在有氧呼吸第三阶段会形成O,O再参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2,D正确。‎ ‎4.(1)c　b　(2)14C3　14C3H4O3(或14C标记的丙酮酸)‎ ‎(3)a　①③④‎ ‎(4)类囊体薄膜→叶绿体基质　细胞质基质与线粒体基质→线粒体内膜 ‎[解析] (1)根据题图分析可知,①过程与c过程都表示光反应阶段,③过程与b过程都表示有氧呼吸第一、二阶段。(2)根据暗反应过程和有氧呼吸过程分析,CO2中C的转移途径为CO2→C3→(CH2O)→C3H4O3→CO2。(3)已知a表示暗反应阶段,b表示有氧呼吸第一、二阶段,c表示光反应阶段,d表示有氧呼吸第三阶段,其中只有暗反应阶段消耗ATP,其余过程都产生ATP。同理在①②③④过程中,只有②‎ 过程消耗ATP,其余过程都产生ATP。(4)①表示光反应阶段,发生在叶绿体的类囊体薄膜上,产生的[H]移动到叶绿体基质中参与暗反应过程。③表示有氧呼吸第一、二阶段,发生在细胞质基质和线粒体基质,产生的[H]移动到线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段。‎ 考点三 ‎【对点训练】‎ ‎1.D　[解析] 本题考查光合作用和细胞呼吸综合的有关知识及学生获取信息的能力。据图可知,该植物光合作用的最适温度在30 ℃左右,而呼吸作用的最适温度在55 ℃左右,净光合作用的最适温度约为25 ℃,A、B项正确。在0~25 ℃范围内,随温度的升高,光合作用比呼吸作用增加明显,C项正确。净光合大于0时,植物才能正常生长,故适合该植物生长的温度范围约为-8~45 ℃,D项错误。‎ ‎2.D　[解析] 据表格数据分析,植株甲的呼吸速率比植株乙低,但叶黄素是黄色,缺少叶黄素会使叶片呈现其他色素的颜色,一般为绿色,A错误。据表格数据,光照强度为3 klx时,植株甲光合速率达到最大值,光合作用所需CO2来自呼吸作用和外界环境,B错误。据表格数据,植株乙光合速率等于呼吸速率时的光照强度为3 klx,所以在光照强度为1 klx时,植株乙的呼吸速率大于其光合速率,C错误。光照强度为3 klx时,植株甲光合速率达到最大值,CO2固定量=呼吸作用CO2释放量+光合作用CO2吸收量=6+12=18 mg/(100cm2·h);光照强度为3 klx时植株乙光合速率=呼吸速率=14 mg/(100cm2·h),即此光照强度下甲、乙两植株固定CO2速率的差为4 mg/(100 cm2·h),D正确。‎ ‎3.B　[解析] 暗处理后有机物减少量代表呼吸速率,在4个温度下分别为1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h,光照后与暗处理前相比有机物增加量代表1 h光合作用制造有机物量和2 h呼吸作用消耗有机物量的差值,所以4个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在29 ℃时生长最快,4个温度下都表现生长现象,A错误,B正确;该植物在29 ℃条件下制造的有机物量最多,C错误;该植物在30 ℃条件下光合作用制造的有机物量为3 mg/h,呼吸作用消耗的有机物量为1 mg/h,D错误。‎ ‎4.(1)非盐碱　在光照强度为0时,B组幼苗O2的吸收速率高于A组 ‎(2)A=B　光照强度为300 lx时,A、B两组小麦幼苗净光合速率相等 ‎(3)盐碱土壤环境没有导致小麦发生可遗传变异 ‎[解析] (1)光照强度为0时,小麦幼苗只进行细胞呼吸,故对比两组光照强度为0时实验结果可知,B组即非盐碱条件下,小麦幼苗呼吸速率较高。‎ ‎(2)单位时间、单位面积O2释放量表示净光合速率,光照强度为300 lx时,两组净光合速率相同,则两组植物生长速率相同。‎ ‎(3)盐碱地生长的小麦的种子播种在非盐碱地,重复实验,实验结果与B组相同,说明盐碱环境并未导致小麦遗传物质发生改变,即未发生可遗传变异。‎ ‎【五年真题】‎ ‎1.D　[解析] 温度主要通过影响酶的活性间接影响光合作用速率,因此,高温和低温对光合作用速率影响的大小不能确定,A、B、C项错误。在一定范围内,提高二氧化碳浓度和光照强度均可提高光合作用速率,D项正确。‎ ‎2.(1)O2　NADP+　ADP+Pi　C5　NADH(或答:还原型辅酶Ⅰ)‎ ‎(2)C和D ‎(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸 ‎[解析] (1)图中①由H2O光解生成,同时②转化生成了NADPH,③转化生成了ATP,所以①②③分别代表O2、NADP+、ADP+Pi;④可以将CO2固定成C3,所以④代表C5(五碳化合物);D中[H]代表的物质主要是还原型辅酶Ⅰ,即NADH。‎ ‎(2)B为暗反应阶段,消耗ATP;C代表细胞质基质,是进行有氧呼吸第一阶段的场所;D代表线粒体,是进行有氧呼吸第二、三阶段的场所。有氧呼吸的三个阶段均有ATP生成。‎ ‎(3)在缺氧条件下,丙酮酸在酶的催化下会转变为酒精,并放出二氧化碳。‎ ‎3.(1)甲 ‎(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大 ‎(3)乙 ‎(4)CO2‎ ‎[解析] (1)当光照强度大于a时,同一光照强度下,甲的净光合速率大于乙的净光合速率,故对光能的利用率较高的植物是甲。‎ ‎(2)由题图可知,甲曲线的斜率大于乙曲线,即光照强度的变化相同时,甲的净光合速率变化较大。若种植密度过大,光照强度降低,则甲的净光合速率下降幅度比乙大。‎ ‎(3)从题图可以看出,乙的光饱和点低于甲,更适合在林下种植。‎ ‎(4)夏日晴天中午12:00时植物叶片的光合速率明显下降,其原因是外界温度过高,植物会出现“光合午休”现象,此时部分气孔关闭以避免高温对植物的伤害,所以导致叶肉细胞中CO2不足,光合速率下降。‎ ‎4.(1)类囊体膜　蓝紫光和红光 ‎(2)增加　群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低 ‎(3)低 ‎[解析] (1)高等植物的叶绿体中含有的与光合作用有关的色素分别是叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)、类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素),它们都位于构成基粒的类囊体薄膜上。叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)主要吸收蓝紫光。‎ ‎(2)由题图可看出,当叶面积系数小于a时,随着叶面积系数的增加,群体光合速率、群体呼吸速率、群体干物质积累速率都在增加;当叶面积系数大于b时,群体光合速率不变,群体呼吸速率仍在增加,群体干物质积累速率即群体的净光合速率=群体光合速率-群体呼吸速率,故群体干物质积累速率下降。‎ ‎(3)当光合作用吸收的CO2量与呼吸作用放出的CO2量相等时,即光合速率=呼吸速率时,对应的光照强度为光补偿点,阴生植物的光补偿点一般低于阳生植物。‎ ‎【2020预测】‎ ‎1.A　[解析] 植物Ⅰ在光补偿点时,整株植物光合速率等于呼吸速率,但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,向细胞外释放氧气,A正确。突然遮光处理,短时间内植物Ⅱ叶肉细胞中ATP和[H]减少,生成的C5减少,但短时间内CO2与C5结合生成C3的量不变,B错误。本实验数据是在适宜温度下测得的,升高温度不利于光合作用,故光饱和点应下降,C错误。树林下光照强度较低,植物Ⅱ光补偿点和光饱和点较植物Ⅲ低,利用较低光照强度就可正常生长,即最适宜在树林下套种的是植物Ⅱ,D错误。‎ ‎2.(1)光照强度、温度 ‎(2)等于 ‎(3)O2和CO2　植物利用O进行光反应生成了含18O的O2,利用O进行有氧呼吸生成了含18O的CO2,含18O的O2和CO2均可扩散到周围空气中 ‎[解析] (1)据图分析,当光照强度和温度变化时,都会影响净光合速率的变化。(2)如果光照强度的变化不影响该植物的呼吸速率,观察题图可知,15 ℃时Q点的总光合速率为8+2=10 mgCO2/(m2·h);25 ℃时P点的总光合速率为6+4=10 mgCO2/(m2·h),可见Q点和P点总光合速率相等。(3)因为植物利用O进行光反应生成了含18O的O2,利用O进行有氧呼吸生成了含18O的CO2,产生的含18O的O2和CO2均可扩散到周围空气中,所以,一段时间后,幼苗周围空气中的O2和CO2均含有18O。‎ 拓展微课　光合速率的测定方法及计算 ‎【专题讲解·破难点】‎ 例1　B　[解析] 1组中没有光照,液滴向左移2.24 mL/h,说明植物呼吸作用消耗了密闭小室内的氧气,A正确;6组在光照强度为1500 lx,CO2浓度为0.03%时,既进行光合作用又进行呼吸作用,液滴向右移动9.00 mL/h,说明植物光合作用产生的氧气量大于有氧呼吸消耗的氧气量,B错误;2组和3组相比,CO2浓度都为0.03%,光照强度分别是800 lx和1000 lx,故限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度,C正确;3组和4组相比,光照强度都为1000 lx,CO2浓度分别是0.03%和0.05%,故限制3组液滴移动的主要环境因素是CO2浓度,D正确。‎ 例2　D　[解析] 根据题意可知,黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用,白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用,在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据为正常的呼吸消耗量。由表中数据可知,在水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3+1.5=4.5g/m2,A错误。水深2 m处白瓶中水生植物光合速率为1.5+1.5=3.0 g/(m2·d),呼吸速率为1.5 g/(m2·d),B错误。水深3 m处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量,即1.5 g/m2,C错误。水深4 m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用,故白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,D正确。‎ 例3　(1)叶片初始质量　光合作用有机物的总产量 ‎(2)B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量 ‎(3)M除以时间再除以面积[或M/(截取面积×时间)]‎ ‎(4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部分在黑暗中保存几小时后再烘干称重,根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率 ‎[解析] 叶片A部分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,MB表示6 h后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量,MA表示6 h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量,则MB-MA就是光合作用6 h内有机物的总产量(B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算真正光合速率,即M除以时间再除以面积。‎ 例4　D　[解析] 本实验中温度、光照强度和CO2浓度是无关变量,无关变量也是影响实验结果的变量,只是人为控制相同而已,A错误;光照期间,光反应通过水的光解为暗反应提供[H],ATP不是通过水的光解形成的,B错误;实验组黑暗变为光照时,光反应、暗反应速率均增加,C错误;实验结果表明,随着光照和黑暗交替频率的增加,可以使ATP和[H]及时被利用与及时再生,从而提高了光合作用中CO2的同化量,故随着光照和黑暗交替频率的增加,在某个频率上单位光照时间内光合作用产物的相对含量达到100%,D正确。‎ 例5　A　[解析] 题图中的光照下吸收CO2量表示净光合速率,黑暗中释放CO2量表示呼吸速率,净光合速率=真光合速率-呼吸速率。在5 ℃时,净光合速率为1.0 mg·h-1,呼吸速率为0.5 mg·h-1,真光合速率为1.5 mg·h-1,真光合速率是呼吸速率的3倍,A项正确;25 ℃时,光合速率约为3.7+2.2=5.9 mg·h-1,30 ℃时,光合速率约为3.5+3=6.5 mg·h-1,因此25 ℃时光合速率不是最大的,B项错误;30 ℃时,增强光照,光反应产生的[H]和ATP增多,C3的还原过程加快,叶绿体内C3的量会减少,C项错误;35 ℃时,净光合速率大于零,因此光照一段时间,植物体中干物质量将增加,D项错误。‎ 例6　(1)重　经过光照后叶片通过光合作用积累了有机物,重量增加 ‎(2)y-z ‎(3)2y-x-z ‎[解析] (1)叶圆片Y经过了光合作用,积累了一些有机物,故实验中的叶圆片Y要比叶圆片X重。(2)下午4时至晚上10时,叶圆片Z的呼吸作用消耗量为(y-z)g。(3)下午4时到晚上10时呼吸作用消耗的有机物的量是(y-z)g,上午10时到下午4时的时间间隔和下午4时到晚上10时的时间间隔都是6个小时,可确定上午10时到下午4时一个叶圆片呼吸作用所消耗的有机物量也是(y-z)g,故叶圆片Y制造的有机物总量为(y-x)+(y-z)=(2y-x-z)g。‎ ‎【跟踪训练·当堂清】‎ ‎1.B　[解析] YZ段随着NaHCO3溶液浓度的增加,圆叶片上浮到液面所需要的时间基本不变,说明限制因素不再是二氧化碳浓度,可能是光照强度或温度等其他条件,故A正确;与X点相比,Y点时圆叶片上浮至液面所需时间短,产生O2的速率快,即光合速率大,故B错误;Z点后,NaHCO3溶液浓度过高造成植物细胞失水,代谢速率减慢,故叶片上浮到液面所需要的时间延长,故C正确;Y点时叶肉细胞同时进行光合作用和细胞呼吸,因此产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体,故D正确。‎ ‎2.B　[解析] 题图中装置可以选用不同的滤光片,形成不同的单色光照射金鱼藻,所以该实验装置可以用于探究不同单色光对光合作用强度的影响,A正确;加入NaHCO3溶液的主要目的是给金鱼藻的光合作用提供CO2,B错误;去掉滤光片,单位时间内金鱼藻受到的光照强度增大,所以光合作用增强,产生的O2变多,C正确;将该装置置于黑暗环境中,植物只能进行呼吸作用,可以通过O2的含量变化来测定金鱼藻的呼吸作用强度,D正确。‎ ‎3.A　[解析] 黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为初始溶解氧的含量-24小时后氧含量,即10-3=7 mg/(L·d),故该深度湖水中生物在晚上8 h内呼吸消耗O2的量为7/3 mg/L,而计算所有生物氧气消耗量,需乘以体积,A错误;光照强度为a klx时,白瓶中溶氧量不变,说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗,故光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡,B正确;由表中数据可知,当该水层中的溶氧量达到30‎ ‎ mg/L时,白瓶中含氧量不再增加,所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素,C正确;若将e klx光照下的白瓶置于b klx光照下,光照减弱,光反应产生的[H]和ATP减少,C3的还原减慢,二氧化碳的固定继续进行,所以瓶中光合生物细胞的C3含量会增加,C5含量会减少,D正确。‎ ‎4.(1)有无光照　光照对金鱼藻光合作用的影响　有无植物　在有光条件下氧气是由绿色植物释放出来的 ‎(2)助燃　带火星的卫生香复燃 ‎(3)光照越强,光合作用越强　适当增加光照强度 ‎(4)遮光　右　在遮光时,叶片细胞呼吸作用消耗一定量的O2,而产生的CO2被10%NaOH溶液吸收了 ‎5.(1)避免由于温度不适影响植物光合作用速率 ‎(2)450、680‎ ‎(3)否　光照停止,叶绿体中依然有积累的ATP和[H],暗反应继续进行 ‎(4)配制不同浓度的碳酸氢钠溶液,分别加入等量的小圆叶片,给予相同的光照,一段时间后观察、记录小圆叶片上浮的数量 ‎[解析] (1)实验中温度是无关变量,为了在不同时间、不同波长的补光实验中对植物光合速率不造成影响,要采用适宜且相同的温度条件进行实验。(2)对比曲线分析,与自然光照比较,补充450、680 nm的光可以提高光合作用速率,若采用580 nm的光进行补光实验,植物光合速率反而更低。(3)10:00时光照突然停止,由于此时叶绿体内还有一定量的ATP和[H],所以叶绿体内暗反应还可以继续进行,光合作用合成有机物的速率不为0。(4)欲探究不同浓度的CO2对光合作用强度的影响,则首先应配制不同浓度的碳酸氢钠溶液,以提供不同浓度的CO2,再选用相同数量的圆叶片放入不同浓度的碳酸氢钠溶液,给予相同的光照,观察、记录相同时间内圆叶片上浮的数量。‎