專(zhuān)題08光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用講（原卷版）

專(zhuān)題08光合作用與呼吸作用的綜合應(yīng)用（講）講考綱考情講考綱考情1.最新考綱（1）光合作用的基本過(guò)程Ⅱ（2）影響光合作用速率的環(huán)境因素（3）實(shí)驗(yàn)：葉綠體色素的提取和分離2.最近考情2021全國(guó)乙卷(29)、2020全國(guó)卷Ⅰ(30)、2020全國(guó)卷Ⅲ(29)2019全國(guó)卷Ⅰ(3、29)、2019全國(guó)卷Ⅱ(31)、2018全國(guó)卷Ⅰ(30)2018全國(guó)卷Ⅱ(30)、2018全國(guó)卷Ⅲ(29)、2017全國(guó)卷Ⅰ(30)2017全國(guó)卷Ⅱ(29)、2017全國(guó)卷Ⅲ(2)講核心素養(yǎng)講核心素養(yǎng)1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)；物質(zhì)與能量觀：通過(guò)光合作用合成有機(jī)物，儲(chǔ)存能量2.科學(xué)思維——分類(lèi)與比較：比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)，掌握光合作用的過(guò)程分析與綜合：通過(guò)曲線(xiàn)圖分析光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等對(duì)光合作用的影響3.科學(xué)探究——表達(dá)與交流：分析色素的提取與分離的結(jié)果，制訂實(shí)驗(yàn)方案；探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響4.社會(huì)責(zé)任——社會(huì)應(yīng)用：光合作用的原理在生產(chǎn)中的應(yīng)用構(gòu)思維導(dǎo)圖構(gòu)思維導(dǎo)圖考點(diǎn)一：光合作用與細(xì)胞呼吸的聯(lián)系核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·河南高一月考）下列關(guān)于光合作用與呼吸作用的關(guān)系，敘述正確的是（C）A．甲乙分別表示葉綠體和線(xiàn)粒體，且一定為高等植物B．綠色植物光合作用利用的CO2全部來(lái)自于有氧呼吸C．高等植物細(xì)胞將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一定與甲有關(guān)D．乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反應(yīng)階段知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié)（一）各種元素的聯(lián)系【科學(xué)思維】（二）[H]和ATP的聯(lián)系【科學(xué)思維】比較項(xiàng)目來(lái)源去路[H]光合作用產(chǎn)生于用于有氧呼吸產(chǎn)生于消耗于ATP光合作用產(chǎn)生于階段，其中的能量來(lái)自能主要用于（僅在葉綠體中使用）有氧呼吸三個(gè)階段均能產(chǎn)生，但第階段相對(duì)較多用于（三）能量的聯(lián)系【科學(xué)思維】【變式訓(xùn)練】（2021·天津高三三模）下圖表示植物葉肉細(xì)胞光合作用和細(xì)胞呼吸過(guò)程中氫元素的轉(zhuǎn)移途徑，相關(guān)敘述不正確的是（）A.過(guò)程①④在生物膜上進(jìn)行B.光合作用的原料H2O中的氧可以依次經(jīng)過(guò)①②③④轉(zhuǎn)移到細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物H2O中C.植物體光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程③④中合成的ATP少于過(guò)程①合成的ATPD.過(guò)程①②③④都有能量的轉(zhuǎn)化考點(diǎn)二：光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)曲線(xiàn)核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·汪清縣汪清第六中學(xué)高三一模）下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線(xiàn)分別表示夏季某一天24小時(shí)的溫度、某植物的真正光合速率、凈光合速率的變化，以下分析錯(cuò)誤的是（）A.圖中曲線(xiàn)Ⅲ在a點(diǎn)上升的原因是溫度下降，細(xì)胞呼吸減弱B.圖中曲線(xiàn)Ⅲ在12點(diǎn)左右d點(diǎn)下降的原因是溫度過(guò)高，氣孔關(guān)閉C.葉肉細(xì)胞在圖中的c、e兩點(diǎn)的光合速率大于呼吸速率D.與d點(diǎn)相比，e點(diǎn)ATP的含量下降，C3還原的速率下降知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié)（一）“三率”曲線(xiàn)【科學(xué)思維】A點(diǎn)：只進(jìn)行,OA的距離表示；（見(jiàn)圖1）AB段：光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物正常生長(zhǎng)，甚至；對(duì)外表現(xiàn)為：；（見(jiàn)圖2）B點(diǎn)：稱(chēng)為，此光照強(qiáng)度下光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物；對(duì)外表現(xiàn)為：；（見(jiàn)圖3）BC段：光合速率呼吸速率，凈光合速率0，植物生長(zhǎng)；對(duì)外表現(xiàn)為：；（見(jiàn)圖4）C點(diǎn)：該點(diǎn)縱坐標(biāo)讀數(shù)表示。該點(diǎn)之后不再受影響，而受等的限制。E點(diǎn)：稱(chēng)為，其含義為：。【知識(shí)拓展】變式曲線(xiàn)注意：CO2濃度要達(dá)到一定數(shù)值才能進(jìn)行暗反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練】（2021·上海高二二模）其他條件適宜情況下，光照強(qiáng)度對(duì)水稻植株CO2吸收量（釋放量）的影響如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是（）A.b點(diǎn)時(shí)，葉肉細(xì)胞中光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度B.在C點(diǎn)時(shí)突然降低光照強(qiáng)度，短時(shí)間內(nèi)C3含量會(huì)降低C.a點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體D.適當(dāng)升高溫度和二氧化碳濃度，c點(diǎn)將向右上方移動(dòng)（二）夏季晴朗的一天CO2量的變化【科學(xué)思維】a點(diǎn)：24時(shí)，CO2釋放量減?。唬ㄔ颍海゜點(diǎn)：6時(shí)左右，進(jìn)行光合作用；（現(xiàn)象：）c點(diǎn)：7時(shí)左右，光合速率呼吸速率；（此時(shí)的光照強(qiáng)度對(duì)應(yīng)：點(diǎn)）d點(diǎn)：12時(shí)左右，光合作用減弱；（直接原因：）（間接原因：）ce：718時(shí)，光合速率呼吸速率；e點(diǎn)：18時(shí)左右，光合速率呼吸速率，有機(jī)物積累量；（此時(shí)的光照強(qiáng)度對(duì)應(yīng)：點(diǎn)）eg：18時(shí)以后，光合速率呼吸速率，最后光合作用，f點(diǎn)后只進(jìn)行。（其中f點(diǎn)的現(xiàn)象為：）【變式訓(xùn)練】（2021·浙江紹興市·高一期末）在春末晴朗白天，測(cè)定某蔬菜基地中大棚蔬菜在不同條件下的凈光合作用速率（總光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率之差），結(jié)果見(jiàn)圖（假設(shè)塑料大棚外環(huán)境條件相同；植株大小一致、生長(zhǎng)正常，栽培管理?xiàng)l件相同），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.曲線(xiàn)a中，與11時(shí)相比，13時(shí)植株葉綠體內(nèi)三碳酸相對(duì)含量減少B.曲線(xiàn)b中，在6時(shí)和18時(shí)植株中有機(jī)物含量大致相等C.曲線(xiàn)b的峰值低于曲線(xiàn)a，其中兩個(gè)主要決定因素是光照強(qiáng)度和空氣中CO2含量D.曲線(xiàn)c高于曲線(xiàn)b，原因是補(bǔ)充光照能使葉綠體產(chǎn)生更多的ATP和NADPH用于三碳酸還原（三）密閉環(huán)境下，一晝夜CO2的變化【科學(xué)思維】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點(diǎn)低于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量?！局R(shí)拓展】變式曲線(xiàn)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點(diǎn)低于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點(diǎn)高于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量；如果N點(diǎn)等于M點(diǎn)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)一晝夜，植物體內(nèi)的有機(jī)物總量。【變式訓(xùn)練】（2021·廣東廣州市華南師大附中高三三模）將生長(zhǎng)狀況一致的番茄苗均分為兩組，一組正常培養(yǎng)，一組在缺鎂條件下培養(yǎng)，然后移入相同的兩個(gè)密閉玻璃容器中并置于室外（晴天），測(cè)定容器中一天CO2濃度的變化，結(jié)果如下圖。據(jù)此可推斷（）A.Ⅰ組為缺鎂培養(yǎng)組、Ⅱ組為正常組 B.番茄苗在A1、A2點(diǎn)開(kāi)始光合作用C.B2點(diǎn)時(shí)番茄苗氧氣凈吸收量為0 D.該條件下兩組植物苗能持續(xù)正常生長(zhǎng)【知識(shí)拓展】（一）植株和葉肉細(xì)胞中的“光合速率=呼吸速率”1.當(dāng)植株（葉片）中的光合速率＝呼吸速率時(shí)，葉肉細(xì)胞中的中的光合速率呼吸速率；2.當(dāng)葉肉細(xì)胞中的光合速率＝呼吸速率時(shí)，植株（葉片）中的中的光合速率呼吸速率；（原因：植株和葉片中有一些細(xì)胞是不能進(jìn)行光合作用的，如細(xì)胞等非綠色部分。）（二）提高大棚內(nèi)農(nóng)作物產(chǎn)量的途徑途徑具體方法和注意事項(xiàng)增大光合面積夜間：最好選擇日光燈間隔照射，時(shí)間不能太長(zhǎng)，保證經(jīng)濟(jì)效益增大光合面積：種群距離要適度，避免植物相互遮光造成減產(chǎn)：要選擇合適的兩種作物，減少競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的減產(chǎn)提高光合速率：如適當(dāng)通風(fēng)、施用農(nóng)家肥：如農(nóng)家肥和化肥配合使用，還要避免施肥過(guò)度造成“燒苗”提高凈光合速率：白天適當(dāng)升溫；夜間適當(dāng)降溫,增加有機(jī)物的積累量【變式訓(xùn)練】（2021·湖北高三其他模擬）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民會(huì)采取一些措施來(lái)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。下列措施不能達(dá)到增產(chǎn)目的的是（）A.棉花長(zhǎng)到一定高度，農(nóng)民會(huì)將棉花下部衰老的葉片去掉B.將種植在華北地區(qū)的油菜引種到適宜油菜生長(zhǎng)的吐魯番地區(qū)C.早春，在CO2含量相對(duì)較髙的早晨通風(fēng)，增加溫室中CO2含量D.對(duì)玉米合理密植，并在生長(zhǎng)旺盛階段澆水、施肥考點(diǎn)三：光合作用與細(xì)胞呼吸的相關(guān)題型核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·安徽蚌埠市高三模擬）下圖甲為光照強(qiáng)度對(duì)小麥光合速率影響的曲線(xiàn)圖，圖乙是小麥葉肉細(xì)胞的部分代謝過(guò)程。據(jù)圖分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.圖乙中物質(zhì)A產(chǎn)生場(chǎng)所是葉綠體類(lèi)囊體薄膜，消耗場(chǎng)所是線(xiàn)粒體內(nèi)膜B.圖甲中b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度可使葉肉細(xì)胞處于圖乙所示的生理狀態(tài)下C.圖乙中線(xiàn)粒體產(chǎn)生的ATP可用于葉肉細(xì)胞對(duì)物質(zhì)A和物質(zhì)B的運(yùn)輸D.光照強(qiáng)度為600Klx時(shí)，小麥固定CO2的速率為23umol/(㎡·s）知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié)（一）過(guò)程類(lèi)【生命觀念】【例】如圖為甘蔗某一葉肉細(xì)胞內(nèi)的一系列反應(yīng)過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.過(guò)程①中葉綠體中的葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光B.過(guò)程①產(chǎn)生[H]，過(guò)程②消耗[H]，過(guò)程③既產(chǎn)生也消耗[H]C.過(guò)程②發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，過(guò)程③發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體中D.若過(guò)程②的速率大于過(guò)程③的速率，則甘蔗的干重就會(huì)增加（二）曲線(xiàn)分析類(lèi)【科學(xué)思維】【例】下圖是光照強(qiáng)度與光合速率關(guān)系圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.當(dāng)光照強(qiáng)度＜A時(shí),光合速率＜呼吸速率B.當(dāng)光照強(qiáng)度＝A時(shí),呼吸作用釋放出的CO2＝光合作用同化的CO2C.當(dāng)A＜光照強(qiáng)度＜B時(shí),植物葉片吸收CO2D.B點(diǎn)以后,限制光合作用的因素包括光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等（三）點(diǎn)的移動(dòng)類(lèi)【科學(xué)思維】情境一：若因某條件改變使呼吸速率下降，其他條件不變，則：A點(diǎn)，B點(diǎn)，C點(diǎn)；【解析】A點(diǎn)：取決于呼吸速率B點(diǎn)：總光合速率=呼吸速率C點(diǎn)：凈光合速率=總光合速率－呼吸速率情境二：若呼吸速率基本不變，非橫坐標(biāo)因素的改變使總光合速率下降時(shí)（如缺鎂），A點(diǎn)，B點(diǎn)，C點(diǎn)?！窘馕觥緼點(diǎn)：取決于呼吸速率B點(diǎn)：總光合速率=呼吸速率上下：凈光合速率=總光合速率－呼吸速率C點(diǎn)左右：光飽和點(diǎn)（取決于總光合速率）【例】已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃，下圖表示25℃時(shí)光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若溫度升到30℃(原光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度不變)，理論上圖中相應(yīng)點(diǎn)A、B、D移動(dòng)方向分別為（）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）計(jì)算類(lèi)【科學(xué)思維】【例】下圖是通過(guò)某裝置測(cè)量的在不同光照強(qiáng)度下，通過(guò)計(jì)算而繪制的光照強(qiáng)度與CO2相對(duì)量曲線(xiàn)圖。如要裝置內(nèi)的植物的干質(zhì)量在024h內(nèi)始終不低于0h前，理論上一天最多能暗處理（）A.14.4小時(shí)B.14.6小時(shí)C.14.8小時(shí)D.15.0小時(shí)（五）面積類(lèi)【科學(xué)思維】【例】下圖表示20℃時(shí)玉米光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，S1、S2、S3表示所在部位的面積，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.S1＋S3可表示玉米呼吸作用消耗的有機(jī)物量B.S2＋S3可表示玉米光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量C.S2－S1表示玉米光合作用有機(jī)物的凈積累量D.若植株缺Mg，則B點(diǎn)右移，D點(diǎn)右移【變式訓(xùn)練】（2021·浙江模擬）在光照恒定、最適溫度條件下，某研究小組用甲圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量1小時(shí)內(nèi)密閉容器中CO2的變化量，繪成曲線(xiàn)如乙圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.a～b段，葉綠體中ADP從基質(zhì)向類(lèi)囊體膜運(yùn)輸B.該綠色植物前30分鐘真正光合速率平均為50ppmCO2/minC.適當(dāng)提高溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該植物光合作用的光飽和點(diǎn)將下降D.若第10min時(shí)突然黑暗，葉綠體基質(zhì)中三碳酸的含量將增加考點(diǎn)四：探究——光合速率的測(cè)定核心突破例題精講核心突破例題精講【例題】（2021·重慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三三模）研究小組同學(xué)研究某湖泊中X深度水層中，生物的光合作用和有氧呼吸，設(shè)計(jì)了如下操作：①取三個(gè)相同的透明玻璃瓶標(biāo)號(hào)a、b、c，并將a用不透光的黑布包起來(lái)；②將a、b、c三個(gè)瓶子均在湖中X深度取滿(mǎn)水，并測(cè)定c瓶中水的溶氧量；③將a、b兩瓶密封后再沉入X深度水體中，24小時(shí)后取出；④測(cè)定a、b兩瓶中水的溶氧量，三個(gè)瓶子的測(cè)量結(jié)果如圖所示。則以下對(duì)24小時(shí)內(nèi)X深度水體中生物光合作用和有氧呼吸情況的分析，正確的是（）A.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為（kv）mol/瓶B.光合作用產(chǎn)生的氧氣量為（kw）mol/瓶C.有氧呼吸消耗的氧氣量為（kv）mol/瓶D.有氧呼吸消耗的氧氣量為vmol/瓶知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié)（一）有色液滴法【科學(xué)探究】1.NaHCO3溶液作用：；2.測(cè)定指標(biāo)：（單位時(shí)間內(nèi)有色液滴右/左移的體積）3.條件：4.誤差：測(cè)量值（凈光合）實(shí)際值（總光合）（原因：）【知識(shí)拓展】總光合速率的測(cè)定將上述裝置放在黑暗條件下，液滴單位時(shí)間內(nèi)左移的距離即為速率，與凈光合速率就能算出總光合速率。裝置模型注意：若設(shè)置校正裝置，則可?！咀兪接?xùn)練】（2021·湖北高三其他模擬）如圖為某興趣小組探究綠色植物生理作用所用到的實(shí)驗(yàn)裝置，I所給的條件有：①遮光；②適宜光照；Ⅱ燒杯中的物質(zhì)有；③NaOH溶液；④CO2緩沖液；⑤蒸餾水，當(dāng)呼吸作用以葡萄糖為底物時(shí)（不考慮產(chǎn)乳酸的呼吸），下列實(shí)驗(yàn)沒(méi)計(jì)方案不能達(dá)到目的是（）A.實(shí)驗(yàn)一①③，實(shí)驗(yàn)二②④，探究葉綠體內(nèi)氧氣的釋放速率B.實(shí)驗(yàn)一①③，實(shí)驗(yàn)二①④，探究植株可能進(jìn)行的呼吸類(lèi)型C.實(shí)驗(yàn)一②③，實(shí)驗(yàn)二②④，驗(yàn)證CO2是植物光合作用的原料D.實(shí)驗(yàn)一①③，實(shí)驗(yàn)二①⑤，探究有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗糖的比例（二）黑白瓶法【科學(xué)探究】瓶身是否放入長(zhǎng)勢(shì)良好的植物放入適宜水深測(cè)定時(shí)間測(cè)定項(xiàng)目取值表示量A黑瓶不放相同放入時(shí)測(cè)定水中溶氧量水中溶氧量為：量B黑瓶放入相同一段時(shí)間后測(cè)定水中溶氧量與初始值的差值為：量C白瓶放入相同與B瓶相同時(shí)間后測(cè)定水中溶氧量與初始值的差值為：量黑白瓶法的應(yīng)用：設(shè)初始值為x，白瓶現(xiàn)有量為M白，黑瓶現(xiàn)有量為M黑，則：總光合量=？【解析】?jī)艄夂狭?呼吸量=總光合量===提醒：①若有初始值，可推出呼吸量和凈光合量；