2025届高中生物一轮复习导学案：光合作用和细胞呼吸的综合分析

光合作用和细胞呼吸的综合分析导学案 复习目标： (1)熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。 (2)通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。 一、光合作用与细胞呼吸联系　 1.细胞呼吸和光合作用的联系(如图) (1)物质转化 C H O 微思考：如果用18O标记土壤中的水，那么植物产生的二氧化碳和氧气是否含有18O？如果有，写出18O的转移途径。______________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)能量变化 (3)光合作用与有氧呼吸中有关物质的来源与去路 2.辨析净光合速率与总光合速率 (1)微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (2)深度解读总光合速率与呼吸速率的关系 ①如果图1的实验对象是离体的叶肉细胞，则图2中的甲图对应的是图1中的________，乙图对应图1中的________________，丙图对应图1中的____________________，丁图对应图1中的________。 ②如果图1的实验对象是叶片或者植株，则图1中的A点、B点、C点分别对应图2中的________图、________图和________图。 ③如果实验对象是离体的叶绿体，则图1________(填“能”或“不能”)表示光照强度对其光合速率的影响，原因是__________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)从语言文字中辨析 总(真正)光合速率 净(表观)光合速率 呼吸速率 “同化”“固定”或“消耗”的CO2量 “从环境(容器)中吸收”或“环境(容器)中减少”的CO2量 黑暗中释放的CO2量 “产生”或“制造”的O2量 “释放至环境(容器)中”或“环境(容器)中增加”的O2量 黑暗中吸收的O2量 “产生”“合成”或“制造”的有机物的量 “积累”“增加”或“净产生”的有机物的量 黑暗中消耗的有机物的量 3.自然环境与密闭环境中一昼夜内光合速率曲线的比较 二、光合速率的测定方法 1.“液滴移动法”——测定装置中O2的变化 2.“黑白瓶法”——测溶氧量的变化 提醒：①黑白瓶法常用于水生生态系统光合速率和呼吸速率的测定。 ②在没有初始值m0时，可利用计算出总光合速率。 3.“半叶法”——测定光合作用有机物的产生量 提醒：遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算总光合作用强度值。 三、练习巩固 1.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　) A.光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等 B.光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多 C.温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等 2.(多选)为研究植物突变和作物产量的关系，研究人员测定了两种突变体植株(Q1、Q2)和正常植株(Q3)的净光合速率和叶绿素的含量，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A.可以将叶片放在密闭容器内测定净光合作用速率 B.Q1的净光合速率低于Q3的原因是Q1对O2的固定效率低 C.Q2植株净光合速率较低的主要原因可能是叶绿素含量不足 D.本实验中植株呼吸作用速率是无关变量，不会影响实验结果分析 3.在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是(　　) A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升 B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关 C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大 4.某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是(　　) A.初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率 B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定 C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率 D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率 5.光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl产量更高，其相关生理特征见下表和图。(光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。) 水稻材料 叶绿素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/(mg·g－1) 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 分析图表，回答下列问题： (1)ygl叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和__________，叶片主要吸收可见光中的______光。 (2)光照强度逐渐增加达到2 000(μmol·m－2·s－1)时，ygl的净光合速率较WT更高，但两者净光合速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl________WT(填“高于”“低于”或“等于”)。ygl有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和________。 (3)与WT相比，ygl叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl群体的净光合速率较高，表明该群体________ ____，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0～50(μmol·m－2·s－1)范围的低光照强度下，WT和ygl净光合速率的变化，在给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a和你绘制的曲线，比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率，提出一个科学问题：________________ ___________________________________________________________________________________________________________? 答案： 一、1.(1)O2　CO2 微思考：有，HO经过光合作用的光反应转移给18O2，HO经过有氧呼吸的第二阶段转移给C18O2。 (3)光反应水的光解　还原C3 2.(2)①A点　AB段(不含A、B两点)　B点以后(不含B点)　B点　②甲　丙　丙　③不能　叶绿体不能进行细胞呼吸，因此光照强度为0时其CO2吸收量应为0，光照强度大于0时其CO2吸收量应大于0 三、1.A　总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等，都为3.0＋3.5＝6.5(mg·g－1)，A正确；图中光照条件下CO2的吸收量表示净光合速率，在25 ℃条件下植物的净光合速率最大，因此光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；结合图示可知，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等，显然不能得出温度高于25 ℃时光合作用制造的有机物的量开始减少的结论，C错误；两曲线的交点表示光合作用积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等，即光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗的2倍，D错误。 2.AC　净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，可以将叶片放在密闭容器内测定净光合作用速率，单位时间内释放出的氧气量或消耗的CO2量即代表净光合速率，A正确；光合作用是利用CO2、释放O2的过程，B错误；叶绿素可吸收、转化、利用光能，据图可知，Q2的叶绿素含量较低，故Q2植株净光合速率较低的主要原因可能是叶绿素含量不足，C正确；净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，故植株呼吸速率会影响实验结果分析，D错误。 3.C　CO2吸收速率代表净光合速率，低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升，需要从外界吸收的CO2减少，A正确；在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增强，B正确；CP点代表呼吸速率等于光合速率，植物可以进行光合作用，C错误；图中M点处CO2吸收速率最大，即净光合速率最大，也就是光合速率与呼吸速率的差值最大，D正确。 4.D　培养初期，容器内CO2含量逐渐降低，光合速率逐渐降低，之后光合速率等于呼吸速率，A错误；初期光合速率减慢，由于容器内CO2含量初期逐渐降低，即光合速率大于呼吸速率，容器内O2含量升高，呼吸速率会有所升高，之后保持稳定，B错误；根据上述分析，初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率，C错误，D正确。 5.(1)类胡萝卜素/叶绿素比值较高　蓝紫 (2)高于　呼吸速率较高　(3)光能利用率较高 (4) 为什么达到光饱和点时，ygl的净光合速率高于WT 解析(1)根据表格信息可知，ygl植株叶绿素含量较低且类胡萝卜素/叶绿素比值较高，故叶片呈现出黄绿色。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由ygl叶色呈黄绿色可推测其主要吸收蓝紫光。(2)根据图a净光合速率曲线变化可知，WT先到达光饱和点，即ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合速率等于呼吸速率的光照强度，ygl有较高的光补偿点，可能原因是一方面光合速率偏低，另一方面是呼吸速率较高，结合题意可知，ygl有较高的光补偿点是因为叶绿素含量较低，导致相同光照强度下光合速率较低，且由图c可知ygl的呼吸速率较高。(3)与WT相比，在高密度栽培条件下，更多的光可到达ygl下层叶片，导致ygl下层叶片的光合速率较高；与WT相比，ygl的叶绿素含量低，但ygl群体的净光合速率较高，表明该群体的光能利用率较高，有机物积累量大。(4)由于ygl呼吸速率较高，且有较高的光补偿点，因此在0～50(μmol·m－2·s－1)范围的低光照强度下，WT和ygl的净光合速率图见答案。 学科网（北京）股份有限公司 $$