（浙江选考）2021版新高考生物一轮复习 专题3 细胞的代谢 第9讲 光合作用与细胞呼吸的异同及环境

生物专题3细胞的代谢第9讲光合作用与细胞呼吸的异同及环境因素对光合速率的影响01考点102考点205预测高效提升03考点304随堂达标反馈知识内容考试要求知识内容考试要求1．环境因素对光合速率的影响c3.活动：探究环境因素对光合作用的影响c2．光合作用与细胞呼吸的异同b光合作用与细胞呼吸的异同1．光合作用与细胞呼吸的区别项目光合作用细胞呼吸范围植物的绿色细胞；少数原核生物所有活细胞场所植物细胞的________蓝细菌的________细胞溶胶和________好氧细菌的质膜叶绿体质膜线粒体项目光合作用细胞呼吸物质转化无机物(CO2和H2O)转化为有机物分解有机物产生________和H2O或其他小分子能量变化光能→ATP和________中_______的化学能→有机物中_______的化学能有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能实质合成有机物，________能量分解有机物，________能量代谢类型同化作用(或合成作用)异化作用(或分解作用)CO2NADPH活跃稳定贮存释放2.光合作用与需氧呼吸的联系光合作用需氧呼吸叶绿体线粒体(1)物质方面：C：CO2――→碳反应___________――――→需氧呼吸糖酵解C3H4O3――――――→需氧呼吸柠檬酸循环CO2。O：H2O――→光反应________――――――→需氧呼吸电子传递链________。H：H2O――→光反应NADPH――→碳反应________――――――→需氧呼吸第一、二阶段NADH――――→需氧呼吸第三阶段________。(2)能量方面：光能――――→_______ATP中活跃的化学能――――→_______C6H12O6中稳定的化学能――――→需氧呼吸________ATP中活跃的化学能→各项生命活动C6H12O6O2H2OC6H12O6H2O光反应碳反应热能H2ONADPH、NADH与ATP来源、去路的比较来源去路NADPH光合作用光反应中水的光解作为碳反应阶段的还原剂，用于还原三碳酸NADH需氧呼吸、厌氧呼吸需氧呼吸第一阶段、第二阶段及厌氧呼吸第一阶段产生需氧呼吸用于第三阶段还原氧气产生水，同时释放大量能量；厌氧呼吸用于第二阶段还原丙酮酸生成相应产物来源去路ATP光合作用在光反应阶段合成ATP，其合成所需能量来自色素吸收转化的太阳能用于碳反应阶段三碳酸还原，其中活跃的化学能最终以稳定的化学能形式贮存在有机物中需氧呼吸、厌氧呼吸需氧呼吸第一、二、三阶段均产生，其中第三阶段产生最多，其中的能量来自有机物的分解；厌氧呼吸第一阶段产生分解释放的能量直接用于各项生命活动[题组冲关]1．(2020·浙江杭四中高三月考)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()A．过程①只在线粒体中进行，过程②只在叶绿体中进行B．过程①产生的能量全部贮存在ATP中C．过程②产生的C6H12O6中的氧全部来自H2OD．过程①和②中均能产生还原氢，二者还原的物质不同解析：选D。分析示意图，过程①应为需氧呼吸，它发生的场所是细胞溶胶和线粒体，过程②应为光合作用，它发生的场所是真核细胞的叶绿体、原核细胞的光合膜，A错误；过程①产生的能量一部分贮存在ATP中，还有一部分以热能的形式散失，B错误；过程②产生的C6H12O6中的氧全部来自CO2，C错误；需氧呼吸的糖酵解和柠檬酸循环都能产生还原氢，光合作用的光反应阶段也能产生NADPH，但过程①产生的还原氢用于还原O2，过程②产生的NADPH用于还原三碳酸，D正确。2．(2020·浙江宁波十校联考)下图所示为甘蔗一个叶肉细胞内的系列反应过程，下列叙述正确的是()A．过程①中类胡萝卜素主要吸收的是红光和蓝紫光B．过程②只发生在叶绿体基质，过程③只发生在线粒体C．过程③释放的能量大部分储存于ATP中D．过程④一般与吸能反应相联系解析：选D。过程①中叶绿素主要吸收的是红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收的是蓝紫光，A错误；过程②只发生在叶绿体基质，过程③是有机物氧化分解释放能量的过程，发生在细胞溶胶、线粒体，B错误；过程③释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存于ATP中，C错误；过程④ATP水解释放能量，所以一般与吸能反应相联系，D正确。环境因素对光合速率的影响1．光合速率(1)概念：指一定量的植物如一定的叶面积在____________内进行多少光合作用(如释放多少氧气、消耗多少二氧化碳)，又称______________。(2)表示方法：释放________、消耗______________。单位时间光合强度二氧化碳量氧气量2．影响光合速率的环境因素(1)光强度。光合速率随光强度的增加而_______，但在强度达到全日照之前，光合作用已达到______________时的速率，即光强度再增加光合速率_____________________。因为在光饱和点的光强度下，光合作用的光反应已达到最快的速率，所以光强度再增加也不能使光合速率_______。(2)温度。光合作用也有一个最适温度，和______________有最适温度一样，温度通过影响光合作用过程中_____________________来影响光合速率。(3)二氧化碳浓度。CO2是光合作用的_______，空气中CO2浓度的增加会使光合速率_______。增加光饱和点也不会增加增加呼吸作用酶的活性原料加快[基础诊断](1)光合作用中温度主要影响暗反应阶段()(2)光合作用、呼吸作用都受到温度的影响，其中与呼吸作用有关的酶的适宜温度更高()(3)农田种植作物一年两茬，可延长光合作用时间()(4)栽种矮秆、叶直而小的作物，能增加种植密度，有利于增大光合作用面积()(5)温室条件下，通过增施农家肥可以提高作物对有机物的吸收()(6)夏季晴天光照最强时，小麦光合速率最高()(7)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是光反应强度升高，碳反应强度降低()√√√√×××[教材热考拾遗](必修1P96图3－26改编)据图分析多因素对光合作用的影响。注：a.高CO2浓度，b.中CO2浓度，c.低CO2浓度。①高光强，②中光强，③低光强。(1)三图在P点之前限制光合速率的因素分别是_______________________________________________________________________________________________________。(2)三图在Q点之后横坐标所表示的因子________(填“是”或“不是”)影响光合速率的主要因素，理由是________________________________________________。(3)在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)光强度、光强度和温度(2)不是此时的主要影响因素依次为温度、CO2浓度和光强度(3)有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素，增加了土壤的肥力，另外还释放出热量和CO2，增加了大棚内的温度和CO2浓度，有利于光合作用的进行考法1影响光合作用的因素归纳与分析(1)单因子变量对光合作用速率的影响①光强度(如图)a．曲线分析：图中B点为光补偿点，C点为光饱和点，光强度主要影响光反应阶段，制约ATP和NADPH的产生，进而制约碳反应。b．应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。②CO2浓度a．曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点。b．应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。③温度a．曲线分析：温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。b．应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。(2)多因子变量对光合作用速率的影响①曲线分析a．P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。b．Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。②应用：温室栽培时，在一定光强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光合速率，也可同时适当增加CO2，进一步提高光合速率，当温度适宜时，可适当增加光强度和CO2浓度以提高光合速率。(1)误以为只要光强度变大，真正光合速率就变大。光合作用中植物的光合速率是光反应和碳反应平衡的结果，所以在光强度小、二氧化碳浓度低的条件下，增大光强度，光合速率不会提高。(2)误以为影响光合作用速率的因素只有光强度、二氧化碳浓度和温度。影响光合作用的因素很多，如色素含量和酶的数量。(3)误以为0℃下植物都能进行光合作用。有些植物如热带植物，在0℃下光合作用会完全停止。(4)误以为仙人掌能在森林中正常生长。仙人掌是喜光植物，在森林中无法得到充足的光照，所以不能正常生长。[题组冲关]1．(2020·浙江“教育绿色评价联盟”联考)将生长发育状况相同的某经济作物分为两组，Ⅰ组用遮光网处理以降低光强度，Ⅱ组不做处理，分别测定净光合速率的日变化情况，结果如图所示。下列叙述正确的是()A．ac段植物叶肉细胞产生氢的场所有细胞溶胶、线粒体和叶绿体B．f点较e点叶绿体内的ATP含量较低C．Ⅰ组植物在实验时间内a点时体内的有机物积累量最少D．d点时两组植物的真正光合速率相同解析：选A。分析曲线可知，Ⅰ组植株ac段净光合速率为负值，光合作用的速率小于呼吸作用的速率，且净光合速率逐渐增加，说明此时既进行光合作用又进行呼吸作用，叶肉细胞内合成[H]的场所有细胞溶胶、线粒体、叶绿体；分析曲线Ⅱ可知，f点由于光合午休现象，二氧化碳进入细胞间隙的量减少，三碳化合物的量少，碳反应减慢，消耗的ATP减少，叶绿体内ATP的含量高；分析曲线可知，Ⅰ组植株ac段净光合速率为负值，光合作用的速率小于呼吸作用的速率，c点净光合速率为0，表示光合作用的速率与呼吸作用的速率相等，c点之前光合作用小于呼吸作用，有机物在减少，到c点时不再减少，此时体内有机物总量最少；分析题图可知，d点时两种条件下的净光合速率相等，但细胞呼吸强度未知，因此无法比较真正光合速率。2．(2020·浙江省“七彩阳光”联考)在春末晴朗的白天，研究人员测定了某大棚蔬菜在不同条件下的净光合速率(光合速率－呼吸速率)，结果见下图(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。)下列叙述错误的是()A．在曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内RuBP的相对含量较高B．在9时和17时分别摘取全天盖膜植株上部成熟叶片脱色后用碘蒸气处理，9时所取叶片蓝色较深C．曲线b的峰值低于曲线a，其两个主要环境因素是光强度和环境中CO2浓度D．16～18时，曲线b高于曲线a，主要原因是此时段棚内温度较高解析：选B。在曲线a中，与11时相比13时处于正午，太阳光强，为减少水分的散失，气孔关闭CO2进入量减少，光合作用减弱即实际光合作用强度与呼吸作用强度之差变小(不考虑温度对呼吸作用和光合作用的影响)，CO2含量减少影响了光合作用的暗反应(减弱)，CO2减少消耗的RuBP少，所以RuBP相对含量增加，A正确；图中曲线的净光合作用一直是大于0的，所以曲线最后积累的有机物比前面多，即17时比9时积累的有机物多，因此用碘蒸气处理，17时所取叶片蓝色较深，B错误；