专题01 光合作用与细胞呼吸的综合-【大题精做】冲刺2023年高考生物大题突破+限时集训（浙江专用）

专题01 光合作用与细胞呼吸的综合 光合作用与呼吸作用综合题一般作为浙江卷第21题或第22题，主要考查影响光合呼吸作用的外界因素及物质和能量变化，旨在考查学生的阅读审题能力、实验分析能力，以及科学思维科学探究的核心素养。 人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。 (1)该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是____________________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为________。 (2)若正常运转过程中气泵突然停转，则短时间内乙的含量将________(填“增加”或“减少”)。若气泵停转时间较长，模块2中的能量转换效率也会发生改变，原因是____________________________。 (3)在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，原因是________________________________________。 (4)干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是____________________。 人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。 【解析】(1)根据题图可知，模块1利用太阳能发电装置将吸收的光能转换为电能，模块2利用电能电解H2O生成H＋和O2，并发生能量转换的过程。该系统中的模块1和模块2执行相当于叶绿体中光反应功能。模块3将大气中的CO2转换为糖类，相当于光合作用的暗反应。暗反应中CO2和C5结合生成C3，C3在光反应提供的NADPH和ATP的作用下被还原，随后经过一系列反应形成糖类和C5，故该系统中模块3中的甲为五碳化合物(C5)，乙为三碳化合物(C3)。(2)若正常运转过程中气泵突然停转，则CO2浓度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的还原短时间内仍正常进行，因此短时间内会导致三碳化合物(C3)含量减少。暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP＋，若该系统气泵停转时间较长，则模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，从而导致模块2中的能量转换效率也会发生改变。(3)由于植物中糖类的积累量＝光合作用合成糖类的量－细胞呼吸消耗糖类的量。与植物相比，人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类，所以在与植物光合作用固定的CO2量相等的情况下，该系统糖类的积累量高于植物。(4)干旱条件下，土壤含水量低，导致植物叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。因此，干旱条件下，很多植物光合作用速率降低。 【答案】(1)模块1和模块2　五碳化合物(或C5)　(2)减少　模块3为模块2提供的ADP、Pi和NADP＋不足　(3)高于　人工光合作用系统没有呼吸作用消耗糖类(或植物呼吸作用消耗糖类) (4)叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 光合作用与呼吸作用关系模型分析 (1)物质联系 ①C：CO2(CH2O)C3H4O3CO2 ②O：H2OO2H2O ③H：H2ONADPH(CH2O)[H]H2O (2)能量联系 育种工作者为研究自然条件下大豆光合作用速率的日变化情况，设计了图1所示的装置。实验中将装置置于自然环境中，测定北方夏季晴天一昼夜中小室内O2的增加量或减少量，得到如图2所示曲线。请据图回答下列问题： (1)图2中的c点表示的生物学含义是__________________________________________。 (2)图2曲线中，6～8 h时，小室内O2减少量逐渐减小，其可能的主要原因是___________________。 (3)图2曲线中表明中午12 h左右光照最强，光合作用释放的O2量反而降低(呈“午休”现象)，产生这一现象的主要原因是____________________________________________________。 (4)如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则曲线中a点的移动方向是____________；你的判断依据是________________________________________________________________________。 【解析】(1)图2中c点正好与横轴相交，小室内O2增加速率为0，所以光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等。(2)6～8 h时，小室内O2减少量逐渐减小，其可能的主要原因是此时段内植物既进行光合作用又进行呼吸作用，但因光线弱，光合作用强度小于呼吸作用强度。(3)出现“午休”现象的原因：光照过强，植物由于蒸腾作用的增强，气孔部分关闭，叶肉细胞中CO2供应减少，光合作用减弱。(4)镁是叶绿素的重要组成元素。植物缺镁，叶绿素形成减