安徽高考生物光合作用与细胞呼吸综合分析考前冲刺 5页

考向2　光合作用与细胞呼吸综合分析 ‎1．甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天测得的，乙图是在盛夏的某一晴天测得的，请据图回答问题。‎ ‎(1)甲图曲线中C点和E点(外界环境中CO2浓度变化为零)处，植株所处的生理活动状态是______________。‎ ‎(2)根据甲图推测该植株接受光照的时间是曲线中的________________段，其中光合作用强度最高的是________点，植株积累有机物最多的是________点。‎ ‎(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为____________________，导致光反应产生的________和________逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使________化合物数量减少，影响了CO2的固定。‎ ‎(4)乙图曲线中E点处光合作用强度暂时降低，可能是因为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)细胞呼吸释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量　(2)BF　D　E　(3)光照强度逐步减弱　ATP　[H]　C5　(4)温度高，作物蒸腾作用过强，为减少体内水分散失，植物叶片上的气孔关闭，影响了CO2的吸收 解析　本题主要考查影响光合作用的因素：CO2浓度、光照强度，以及光合速率、呼吸速率和表观光合速率的关系(表观光合速率＝实际光合速率－呼吸速率)。首先，要认真看清坐标的含义，然后进行曲线分析。其次，要把光合作用和细胞呼吸联系起来考虑，并对两个生理过程进行的条件和时间进行分析。最后，乙图的E点CO2吸收率降低的机理，不仅要从外界因子的整天变化情况及此时的限制因素考虑，还要联系植株的其他生理活动进行思考。‎ 解题模板　第一步：确定题型。是光合—呼吸过程图解题，还是有关光合—呼吸的曲线题。此外，还有计算题、实验设计题和呼吸方式判断题等。因为不同题型判断推理的方法不同。‎ 第二步：获取信息。包括图形信息，图解特征，光合作用和细胞呼吸的反应条件、物质变化、能量变化、线粒体和叶绿体的结构特征等多种信息。‎ 第三步：联想回忆。光合作用和有氧呼吸的反应场所、反应阶段、反应过程、物质变化、能量变化及影响因素等内容。‎ 第四步：推理判断。针对不同题型的特点，采取不同的方法进行分析判断。如选项排除法、过程图解法、综合分析法、曲线识别法(识标—明点—析线)、计算法等。‎ 第五步：规范作答。对于光合—呼吸的简答题尤其要注重规范答题，即要使用生物学名词作答，如可以使用“光合作用速率＝细胞呼吸速率”，而不能使用“光合作用＝细胞呼吸”。‎ ‎2．如图所示，图甲表示某大棚蔬菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况，其中a～f代表O2或CO2。图乙表示该植物在适宜的条件下O2净产量(光合作用的O2产生量－细胞呼吸的O2消耗量)与光照强度之间的关系曲线。据图回答下列问题：‎ ‎(1)在图甲中，b可代表______，物质b进入箭头所指的结构后与______结合，生成大量的________。‎ ‎(2)在适宜的条件下，若用CO2、HO供给植物进行代谢，则甲图中的d所代表的物质应是________。‎ ‎(3)在图乙中，A点时叶肉细胞内生成的物质有________________，在N点后O2净产量的增长逐渐减慢并趋向平衡，其制约的内在和外在因素分别是________________、__________________。‎ ‎(4)在其他条件不变的情况下，适当提高棚内的温度，可以提高蔬菜的产量，此时乙图中N点向____(左、右)移动。‎ ‎(5)在图乙P点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是______________________。A点状态时，可以发生图甲中的哪些过程(用图中字母表示)？____；D点时发生(字母表示)______。‎ 答案　(1)O2　[H]　ATP和水　(2)18O2　(3)CO2和H2O　叶绿体的数量　二氧化碳浓度(或温度)　(4)左　(5)从类囊体的薄膜到叶绿体基质　ef　abcd 解析　该题以图解和坐标曲线的形式考查光合作用、细胞呼吸的过程。两者互相提供原料，光合作用需要线粒体呼吸作用释放的CO2来合成有机物，线粒体呼吸作用要消耗光合作用产生的O2，同时会分解光合作用合成的有机物为生物生命活动提供直接的能源物质。曲线的A点光照强度为零，此时只进行细胞呼吸，P点表示光合作用强度等于呼吸作用强度。‎ ‎3．如图1表示银杏叶肉细胞内部分代谢过程，甲～丁表示物质，①～⑤表示过程。某科研小组研究了不同环境条件下CO2浓度对银杏叶片净光合速率的影响，得到如图2所示曲线。请回答下列问题：‎ ‎(1)图1中①～⑤表示过程，能够为银杏根系吸收K＋提供ATP的过程包括________，物质乙为______________。银杏缺氮元素会影响光合作用的光反应阶段，原因是________和__________合成受阻。‎ ‎(2)从图2可知，与‎20 ℃‎相比，温度为‎15 ℃‎时，增加CO2浓度对提高净光合速率的效果不显著，其原因是__________________________。‎ ‎(3)从图2可知，当CO2浓度低于300 μmol·mol－1时，‎28 ℃‎条件下的叶片净光合速率明显低于‎20 ℃‎和‎15 ℃‎下的，原因可能是______________________________________。‎ ‎(4)该科研小组欲研究O2浓度与光合作用的关系，测定了银杏叶片在‎25 ℃‎时，不同O2浓度下的光合速率(以CO2的吸收速率为指标)，部分数据如下表：‎ O2浓度 ‎2%‎ ‎20%‎ CO2的吸收速率(mg·h－1·cm－2)‎ ‎23‎ ‎9‎ ‎①O2浓度由2%增大为20%时，银杏叶片吸收CO2的速率大幅度下降，推测这种变化与________增强有关，还可能与__________的变化有关。‎ ‎②如果O2浓度对光合作用具有抑制作用，请推测其机理：____________________。‎ 答案　(1)②④⑤　丙酮酸　叶绿素　酶　(2)温度低，酶活性低　(3)这种条件下，银杏的呼吸作用比‎20 ℃‎和‎15 ℃‎时强　(4)①呼吸作用　光合作用　②可能抑制与光合作用有关酶的活性(或可能与光合作用过程中的某些中间产物反应而抑制光合作用等)‎ 解析　本题是有关光合—呼吸的图解、曲线、表格的综合分析题。通过审题可以确定图1和图2的来源及图1中符号和数字的含义或判断方向。图1的有用信息有“葡萄糖、水、光”及相关箭头方向。学生通过联想光合作用和细胞呼吸的过程、物质变化及相互联系，结合图形箭头及文字提示，就能够确定图1中甲～丁的物质名称，即甲是ATP，乙是丙酮酸，丙是CO2，丁是O2，①～⑤所表示的具体过程名称，即①是光反应阶段，③是暗反应阶段；④是有氧呼吸第一阶段，②是有氧呼吸第二阶段，⑤‎ 是有氧呼吸第三阶段。分析图2横纵坐标的含义可以确定图中相关曲线的生物学含义。从第(4)小题的表格中，可以获取的信息是随着O2浓度的升高，CO2的吸收速率降低。综上信息和联想可以进行推理判断，逐一突破题设问题。(1)①～⑤中产生ATP的过程包括①②④⑤，光合作用光反应阶段产生的ATP只用于暗反应阶段，但有氧呼吸的三个阶段产生的ATP可用于物质的主动运输；氮元素参与形成叶绿素和酶，二者影响光合作用的光反应阶段。(2)与‎20 ℃‎相比，温度为‎15 ℃‎时温度低，酶活性低，因此增加CO2浓度对提高净光合速率效果不明显。(3)当CO2浓度低于300 μmol·mol－1时，‎28 ℃‎条件下银杏叶片的呼吸作用比‎20 ℃‎和‎15 ℃‎时强，因此‎28 ℃‎条件下的叶片净光合速率明显低于‎20 ℃‎和‎15 ℃‎。(4)O2浓度对光合作用具有抑制作用，其原因可能是O2抑制了与光合作用有关的酶的活性(或O2可能与光合作用过程中的某些中间产物发生了反应等)。最后使用生物学名词进行规范作答。‎ ‎4．某科研小组为探究植物光合作用速率的变化情况，设计了由透明的玻璃罩构成的小室(如图A所示)。‎ ‎(1)将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物释放氧气速率的变化，得到如图B所示曲线，那么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素是____________；装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的________点。‎ ‎(2)在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动，获得以下数据：‎ 每隔20分钟记录一次刻度数据 ‎……‎ ‎24‎ ‎29‎ ‎32‎ ‎34‎ ‎……‎ 该组实验数据是在B曲线的________段获得的。‎ ‎(3)e点与f点相比，e点时刻C3的合成速率________，与b点相比，a点形成的原因可能是________________。‎ ‎(4)如果要测定该植物真正光合作用的速率，该如何设置对照实验？对照实验：____________________。若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植物真正光合作用的速率为：______________。‎ 答案　(1)光照强度、温度　18(或g)　(2)de或fg　(3)慢　a点时刻温度较低　(4)设置如A一样的装置C，将C遮光放在和A相同的环境条件下　M－N 解析　(1)研究的是一昼夜密闭装置内植物释放氧气速率的变化情况，也就是净光合速率的变化情况，影响净光合速率的不是时间，而是随时间改变的光照强度，温度也会影响光合作用和呼吸作用(CO2浓度不是影响因素，因为该密闭装置中CO2浓度保持不变)；密闭装置中CO2缓冲液的作用是当密闭装置中CO2浓度低时放出CO2，当装置中CO2浓度高时会吸收CO2，从而在一定限度内保持装置中CO2浓度不发生改变，植物的光合作用和呼吸作用不仅产生和释放CO2，还会产生和释放O2，植物吸收和释放O2都会引起装置中O2浓度的改变，O2浓度的改变又会引起气压的改变，O2浓度增大，气压升高，刻度管中的液滴右移，一天中8时后到18时前，装置中O2浓度一直在增大，18时密闭装置中O2浓度最大，气压最大，液滴移到最右点。(2)根据表格中的数据可知液滴不断右移，说明O2浓度在不断增大，但相同时间内移动的距离不断减小，说明O2增加的速率在不断减小，即净光合速率在不断减小，图中净光合速率减小的线段是de和fg。(3)ef段净光合速率升高，其原因是关闭的气孔张开，CO2供应充足，与f点相比，e点时CO2供应不足，C3的合成速率低；在6时前O2的吸收有变化(先减少再增多)，在O2吸收量减少的时间内不可能进行光合作用，故引起这段变化的是呼吸作用，不是光合作用，该时段影响呼吸作用的因素是温度。(4)题干中实验测得的是净光合速率，要测得真正光合作用的速率，还需要知道呼吸速率，呼吸速率可通过黑暗中液滴的移动情况来计算。‎ 易错分析　把“最右点”与“光合作用强度最大点”等同起来，错填了(1)的最后一个空；对实验数据进行分析时只分析移动方向不同代表的不同情况，没有注意单位时间内移动距离的变化(单位时间内移动的距离变小，说明光合速率在减小)。‎ 技能点拨　密闭装置的问题一般都是通过气压的变化来衡量光合作用、呼吸作用的变化，气压的变化通过液滴的移动来衡量，解答这类问题时我们首先要明确与所研究生理过程有关的气体，再弄清楚引起气压变化的气体是哪种。‎