专题2 环节2 微专题(3) 光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用(课件PPT)-【创新方案】2025年高考生物二轮复习专题辅导与测试(Ⅱ)

光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用 微专题(三) 突破点1 自然环境与密闭环境中光合速率变化分析 光合作用、细胞呼吸的“三率”变化分析 目 录 突破点2 突破点3 光合作用和细胞呼吸类实验设计与分析 光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用 重难强化训练(三) 突破点1　自然环境与密闭环境中光合速率变化分析 [典例]　(2024·毕节三模)图甲表示在一定条件下测得的某植物CO2吸收速率与光照强度的关系;图乙是某兴趣小组将该植物栽培在密闭玻璃温室中,用相关仪器测得的室内CO2浓度(相对值)与时间关系的曲线。请分析回答下列问题: (1)当光照强度为6 klx时,该植物利用CO2的速率是______mg·100 cm-2·h-1; c点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有__________________________________。  (2)由图乙可推知,密闭玻璃温室中O2浓度最大的是____点。24点与0点相比,植物体内有机物总量的变化情况是________(填“增多”“不变”或“减少”),判断依据是_________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  18 细胞质基质、线粒体、叶绿体 h 减少 与0点相比,24点密闭玻璃温室中CO2浓度升高,说明植物细胞呼吸消耗的有机物多于光合作用制造的有机物,使植物体内的有机物总量减少(或与0点相比,24点密闭玻璃温室中CO2浓度升高,细胞呼吸强度大于光合作用强度,植物体的有机物总量减少) (3)若图甲曲线表示该植物在25 ℃时光合速率与光照强度的关系,并且已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。那么在其他条件不变的情况下,将温度提高到30 ℃,理论上分析c点将________(填“左移”“右移”或“不变”),理由是___________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。  右移 c点时光合速率等于 呼吸速率,在其他条件不变的情况下,温度由25 ℃提高到30 ℃后,光合速率降低,呼吸速率加快,要让光合速率等于呼吸速率,应增大光照强度 [解析]　(1)由图甲可知,当光照强度为6 klx时,该植物利用CO2的速率(总光合速率)=12(净光合速率)+6(呼吸速率)=18(mg·100 cm-2·h-1); c点时(光补偿点),叶肉细胞中既进行光合作用,也进行呼吸作用,产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体。(2)由图乙可知,密闭玻璃温室中CO2浓度最低时,说明净光合作用积累的O2最多,即图中h点。与0点相比,24点密闭玻璃温室中CO2浓度升高,说明植物呼吸作用消耗的有机物大于光合作用产生的有机物,植物体内有机物总量减少。(3)若将温度提高到30 ℃,则光合速率下降,呼吸速率上升,而c点的含义是光合速率等于呼吸速率,因此需要增大光照强度才能与呼吸速率相等,即c点右移。 [思维建模] 自然环境与密闭环境中光合速率的变化分析 (1)模型建构 (2)模型解读 1.(2024·安康三模)油桃因香甜脆爽、光滑无毛深受消费者欢迎。为探究油桃合适的种植条件,某学者在大棚中利用油桃进行了一系列相关实验。所用实验地为沙壤土,有机质含量为0.79%,全氮0.041%,全磷0.12%,全钾1.56%,速效氮4.8 mg/kg,速效磷18.7 mg/kg。 考法训练·融会通 实验一:分别在晴天(10时进行通风处理)和阴天对大棚内的CO2浓度进行测定,结果如图1。 实验二:晴天时,将大棚分为两组,实验组早上8点向大棚内增施CO2,其他条件与对照组相同(10时进行通风处理),分别测定两组的净光合速率(Pn),结果如图2所示。回答下列问题: (1)在进行实验前,就对土壤的N、P、K等含量进行了测定,并适当补充了氮肥和磷肥,请从光合作用的角度分析施加氮肥和磷肥的目的: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  (2)根据实验一和图1分析,上午9时,大棚内油桃植株的净光合速率晴天组_______(填“大于”“等于”或“小于”)阴天组,晴天时在10时左右对大棚进行通风处理,目的是___________________________________。 有利于提高土壤中N、P的含量,植物吸收的N、P元素可以用于合成NADPH、NADP+、ATP、ADP、光合色素和酶等,有利于提高光合作用能力,从而达到增产的目的 大于 提高大棚内CO2的浓度,降低O2浓度 (3)根据实验二和图2分析可知,上午8~12时增施CO2组的净光合速率明显高于对照组,除了通风和使用CO2发生器以外,还可以通过_____________等措施提高大棚内CO2浓度,以达到增产目的。  增施有机肥 解析:(1)在进行实验前,就对土壤的N、P、K等含量进行了测定,并适当补充了氮肥和磷肥,施加氮肥和磷肥有利于提高土壤中N、P的含量,植物吸收的N、P元素可以用于合成NADPH、NADP+、ATP、ADP、光合色素和酶等物质,有利于提高光合作用能力,从而达到增产的目的。(2)根据实验一和图1可知,上午9时,晴天组大棚内CO2浓度明显低于阴天组大棚内CO2浓度,说明晴天组吸收的CO2更多,所以大棚内油桃植株的净光合速率晴天组大于阴天组。晴天时在10时左右对大棚进行通风处理,目的是提高大棚内CO2的浓度,降低O2浓度。(3)除了通风和使用CO2发生器以外,还可以通过增施有机肥等措施提高大棚内CO2浓度,以达到增产目的。 2.(2024·济南三模)大红袍枇杷是常绿植物。在某校园里有一片大红袍枇杷果园,该校师生成立了兴趣研究小组,对大红袍枇杷不同情况下的净光合速率进行了检测。请回答下列问题。 (1)研究小组检测了不同光照强度下的净光合速率,发现大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低,据此推测大红袍枇杷应为_______ (填“阴生”或“阳生”)植物。  (2)每到冬季,植物大多落叶凋零,大红袍枇杷开出满树黄白色的花,但干物质质量却不降反升,原因是_______________________________ ____________________________________________________________ _____________。  阴生 大红袍枇杷为常绿植物,冬季也能 进行一定强度的光合作用,且温度低呼吸作用弱,有机物逐渐积累使干 物质质量增加 (3)该研究小组分别在6月和11月晴朗的某一天检测了大红袍枇杷的净光合速率,检测结果如图所示,表示6月检测的应是______(填“图1”或“图2”),原因是_____________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________。  图1 6月光照强度和温度远高于11月,光合作用较强, 净光合速率要比11月高;6月的中午因气温高,气孔关闭,光合速率降低,表现出明显的光合午休现象 (4)大红袍枇杷于1月结幼果,2~3月进入果实膨大期,4~5月果实慢慢成熟,6月采摘。研究小组在不同时间分别检测有果叶片和无果叶片的光合速率(单位:μmol·m-2·s-1),结果如表所示。由表推断,果实的存在能______(填“促进”或“抑制”)大红袍枇杷的光合速率。请从叶片光合作用角度分析,果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是____________________________________________________ _____________________________。  叶片类型 1月 2月 3月 4月 5月 有果叶片 2.63 3.31 4.25 6.23 8.12 无果叶片 2.45 2.91 3.5 5.72 8.0 促进 果实的发育需要叶片提供充足的营养物质,避免了叶片光合 产物的积累对光合作用的抑制 解析:(1)大红袍枇杷的光补偿点和光饱和点均较低,据此推测大红袍枇杷应为阴生植物。(2)每到冬季,大红袍枇杷开出满树黄白色的花,但干物质质量却不降反升,原因是大红袍枇杷为常绿植物,冬季也能进行一定强度的光合作用,且温度低呼吸作用弱,有机物逐渐积累使干物质质量增加。(3)6月光照强度和温度远高于11月,光合作用较强,净光合速率要比11月高;6月的中午因气温高,气孔关闭,光合速率降低,表现出明显的光合午休现象,因此图1表示6月检测的净光合速率。(4)据表分析,有果叶片的光合速率大于无果叶片的光合速率,推断果实的存在能促进枇杷的光合速率。果实的存在对大红袍枇杷光合速率影响的内在机制最可能是果实的发育需要叶片提供充足的营养物质,避免了叶片光合产物的积累对光合作用的抑制。 突破点2　光合作用、细胞呼吸的“三率”变化分析 1.(2023·北京高考)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 (　 ) 真题集训•试能力 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 √ 解析: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吸收速率升高的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。 2.(2023·广东高考)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。)分析图表,回答下列问题: 水稻材料 叶绿素/(mg/g) 类胡萝卜素/(mg/g) 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 (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。  类胡萝卜素/叶绿素的 值较高 红光和蓝紫 (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。 高于 细胞呼吸速率较高 光能利用率较高 (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:______________________ _______________________________________________________________________。  探究高密度栽培条件下, WT和ygl的最适光照强度(或探究在较强光照条件下,WT和ygl的最适栽培密度) 解析:(1)据表格信息可知,与野生型水稻相比,黄绿叶突变体(ygl)的叶绿素含量低,类胡萝卜素/叶绿素的值较高,导致ygl叶色黄绿。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,因此ygl叶片主要吸收可见光中的红光和蓝紫光。(2)光饱和点是光合速率不再随光照强度增加时的光照强度。据图a可知,ygl的光饱和点高于WT。光补偿点是光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。根据图c可知,与WT相比,ygl的呼吸速率较高。据表格信息可知,与WT相比,ygl的叶绿素含量较低,当光照强度较低时,叶绿素含量低会导致光反应为暗反应提供的NADPH和ATP较少,使光合速率降低。综合上述分析可知,ygl具有较高的光补偿点的原因可能是其叶绿素含量较低和细胞呼吸速率较高。 (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)绘制曲线图时要注意:ygl的呼吸速率约为0.9 μmol(CO2)·m-2·s-1,WT的呼吸速率约为0.6 μmol(CO2)·m-2·s-1,而且ygl的光补偿点(约为28 μmol·m-2·s-1)大于WT的光补偿点(约为15 μmol·m-2·s-1),具体曲线图见答案。由题干信息可知,为保证水稻高产,可关注最适栽培密度或最适光照强度,因此可以继续探究高密度栽培条件下,WT和ygl的最适光照强度或探究在较强光照条件下,WT和ygl的最适栽培密度。 1.光合作用、细胞呼吸的“三率”图分析 深化学习•提素养 [图示解读] (1)“三率”的表示方法 ①呼吸速率:绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2的释放量或O2的吸收量,即图1中OA段对应的CO2的量。 ②净光合速率:绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2的释放量、CO2的吸收量或有机物的积累量,即图1中的C'C段对应的CO2的量,也称为表观光合速率。 ③实际(总)光合速率=净光合速率+呼吸速率,即图1中的AD段对应的CO2总量。 (2)图2中曲线c表示净光合速率,曲线d表示呼吸速率,c+d表示总光合速率。在G点时,总光合速率是呼吸速率的2倍。 2.光合作用、细胞呼吸曲线中“关键点”及移动情况分析 (1)补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用 ①饱和点代表植物在一定条件下的最大光合作用能力。在一定条件下,饱和点越大,表示植物的光合作用能力越强。 ②补偿点表示植物在一定条件下开始生长(积累有机物)的临界点,高于补偿点,植物开始生长;低于补偿点,植物会净消耗有机物。补偿点低,说明植物在较弱光照或低CO2浓度下就能生长。 ③通常,阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,由此可以区分阴生植物和阳生植物。 (2)光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动分析 ①A点:代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点上移。 ②B点与C点的变化(注:只有横坐标为自变量,其他条件不变) 条件 B点(补偿点) C点(饱和点) 适当增大CO2浓度(或光照强度) 左移 右移 适当减小CO2浓度(或光照强度) 右移 左移 土壤缺Mg2+ 右移 左移 注:细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2补偿点(或光补偿点)应右移,反之左移。 ③D点:代表最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向右上方移动;反之,移动方向相反。 1.(2024·梅州二模)小麦是重要的粮食作物,体内制造并输出有机物的组织器官被称为“源”,接纳有机物用于生长或贮藏的组织器官被称为“库”。小麦在不同条件下的净光合速率如图所示。回答下列问题: 考法训练•融会通 (1)_____(器官)是小麦最重要的“源”,“源”光合作用所制造的有机物一部分用于自身的_____________________,另一部分输送至“库”。  (2)由图可知,当CO2浓度为1 000 μL·L-1时,限制中光强下小麦光合速率的环境因素有______________________(答出2点)。  (3)籽粒是小麦开花后最重要的“库”。小麦开花后的10天左右,小麦籽粒开始沉积淀粉粒,进入灌浆期。据此分析,灌浆后期小麦叶片净光合速率明显下降的原因可能是___________________________________ ____________________________________________________。  叶 呼吸作用和生长发育 光照强度和CO2浓度 从叶片运输至小麦籽粒的有机物减少, 在叶肉细胞中积累后抑制光合作用,使其净光合速率降低 解析:(1)小麦的叶是光合作用的主要场所,因此是小麦最重要的“源”。“源”光合作用所制造的有机物一部分用于自身的呼吸作用和生长发育,另一部分运输至“库”。(2)根据图示分析可知,当环境条件为中光强和CO2浓度为1 000 μL·L-1时,提高CO2浓度和光照强度,小麦的光合速率均升高,说明此时限制小麦光合速率的环境因素是光照强度和CO2浓度。(3)叶是小麦最重要的“源”,而籽粒是小麦开花后最重要的“库”,因此籽粒中的淀粉主要是从叶运输过来的。灌浆后期,从叶片运输至小麦籽粒的有机物减少,在叶肉细胞中积累后抑制光合作用,使其净光合速率降低。 2.(2024·南昌二模)某棉花研究所的科学家对在棉田中间作其他粮食作物进行研究,以期提高棉田生产水平,如图为部分实验结果。回答下列问题: (1)本实验中叶片净光合速率是以________________________________ _________________________________________来表示的。在单作状态下,玉米的最大净光合速率______(填“大于”或“小于”)甘薯的,同一时刻的胞间CO2浓度______(填“大于”或“小于”)甘薯的。  单位时间、单位面积的叶片吸收CO2 的量(或每秒、每平方厘米叶片吸收CO2的量) 大于 小于 (2)有人认为,间作会改变田间微环境,从而改变光合作用中CO2的供应速率,进而导致棉花间作玉米的净光合速率在9:00~12:00间明显大于单作玉米。这种说法对吗?______。判断依据是____________ ___________________________________________________________。  (3)净光合速率在中午降低的现象叫作“光合午休”,直接导致甘薯光合午休的因素最可能是__________(填“光照强度”或“CO2浓度”)。12:00~13:00,甘薯的胞间CO2浓度上升,据图分析其原因是__________________________________________________________________________________________。  不对 9:00~12:00间 光照强度 棉花间作玉米的净光合速率大于单作,但胞间CO2浓度却小于单作 12:00~13:00间甘薯的净光合速率不断下降,叶肉细胞固定CO2的速率变慢,导致CO2在细胞间积累 解析:(1)由题图可知,本实验中是用单位时间、单位面积的叶片吸收CO2的量(或每秒、每平方厘米叶片吸收CO2的量)来表示净光合速率的;在单作状态下,玉米的最大净光合速率大于甘薯的,同一时刻的胞间CO2浓度小于甘薯的。(2)由题图可知,9:00~12:00间棉花间作玉米的净光合速率大于单作,但胞间CO2浓度却小于单作,因此间作并不是通过改变光合作用中CO2的供应速率来提高净光合速率的,题述说法不对。(3)光照强度过强,导致温度过高,蒸腾作用旺盛,水分供应不足,因此植物关闭部分气孔,而气孔不仅是水分子的通道,也是CO2的通道,因此CO2供应不足,光合速率下降,出现“光合午休”现象。12:00~13:00间甘薯的净光合速率不断下降,叶肉细胞固定CO2的速率变慢,导致CO2在细胞间积累,因此该时间段内甘薯的胞间CO2浓度上升。 突破点3　光合作用和细胞呼吸类实验设计与分析 题型(一)　“液滴移动法”测定呼吸速率和光合速率 [典例]　如图是某同学利用黑藻探究“光照强度对光合速率的影响”的实验装置。回答下列问题: (1)装置中,若不改变灯泡亮度,则可以通过改变__________________ __________来改变光照强度大小。若要用该装置测定黑藻的呼吸速率,可以将此装置______处理,测定液滴的移动情况。  灯与黑藻(或广口瓶) 黑暗 间的距离 (2)若在较强光照强度下,装置中有色小液滴向______移动,一定时间内有色小液滴的移动距离代表一定量的黑藻单位时间内_____________量。若光照强度突然减弱,则短时间内C3的含量将______(填“增加”“减少”或“不变”)。  右 氧气的释放 增加 “液滴移动法”测定呼吸速率和光合速率 实验装置如图所示(图中NaHCO3溶液用来测光合作用,NaOH溶液用来测细胞呼吸,蒸馏水用来对照),利用该装置可完成下列实验设计。 深化学习•提素养 1.判定细胞呼吸类型 同时设置甲装置:NaOH溶液组;乙装置:蒸馏水组。植物需遮光处理,根据两组装置中有色液滴移动的情况可分析被测生物的细胞呼吸类型(如下表)。 容器中气体变化 细胞呼吸类型 不消耗O2,但产生CO2 (甲组有色液滴不移动,乙组有色液滴右移) 进行产生酒精的无氧呼吸 CO2释放量等于O2消耗量 (甲组有色液滴左移,乙组有色液滴不移动) 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 CO2释放量大于O2消耗量 (甲组有色液滴左移,乙组有色液滴右移) 产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸同时进行 CO2释放量小于O2消耗量 (甲组有色液滴左移,乙组有色液滴左移) 进行有氧呼吸,底物中除糖类外还有脂肪 2.测定细胞呼吸速率 NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸释放的CO2。随着O2的消耗,容器内气体压强减小,毛细管内的有色液滴左移,单位时间内有色液滴左移的体积表示细胞呼吸耗氧速率。若被测生物为植物,整个装置必须遮光处理。对照组的设置是将所测生物灭活,其他各项处理与实验组完全一致。 3.测定净光合速率 NaHCO3缓冲溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,满足了绿色植物光合作用的需求。 ①光照条件下植物释放的O2,使容器内气体压强增大,毛细管内的有色液滴右移,单位时间内有色液滴右移的体积表示净光合作用释放O2的速率。 ②若有色液滴左移,说明光照较弱,细胞呼吸强度大于光合作用强度,植物吸收O2使容器内气体压强减小。 ③若有色液滴不动,说明在此光照强度下光合作用强度等于细胞呼吸强度,光合作用生成O2量等于呼吸作用消耗O2量,容器内气体压强不变。 1.(2024·贵阳三模)测定某一新鲜叶片新陈代谢速率的相关装置如图所示,图中缓冲液用于调节CO2的量,以模拟空气中CO2的浓度。下列相关叙述错误的是 (　 ) 考法训练•融会通 A.设置恒温水槽可避免外界环境温度变化对实验结果的影响 B.若只用18O标记小室外水槽中的水,则不能检测到18O2 C.光照强度为零时,能测出植物叶片的呼吸速率 D.通过该装置不能得出叶片的总光合速率 √ 解析:由于设置了恒温水槽,因此实验结果不受外界环境温度变化的影响,A正确; 密闭玻璃小室外水槽中的水不能参与植物叶片的光合作用,因此不能检测到18O2,B正确; 光照条件下通过活塞向右移动的刻度值可测出植物叶片的净光合速率,当光照强度为零时可以测出呼吸速率,因此通过该装置能够计算出叶片的总光合速率,C正确,D错误。 2.(2024·天津三模)某研究小组选择健壮的、处于生长期的某种绿色植物进行了系列探究实验。 (1)分别选择该绿色植物不同比例的叶片进行完全遮光处理,在适宜光照下检测未遮光处理叶片的光合速率和淀粉含量,结果如图1所示。该实验结果说明未遮光叶片的光合速率与其淀粉含量的关系是__________。试分析随着遮光叶片比例上升,未遮光叶片淀粉含量下降的原因是_______________________________。 据此推测,摘除花、果实等非光合作用器官,叶片中光合产物含量______,可以_______(填“促进”或“抑制”)光合作用的进行。  呈负相关 未遮光叶片中的淀粉输出量增加 上升 抑制 (2)该研究小组又利用该绿色植物进行了如下实验,图2表示实验装置,图3表示实验结果。 ①该实验的目的是探究__________________________________ _____________________。如果适当增加图2中灯与广口瓶之间的距离,短时间内叶绿体中ADP的含量________(填“增加”或“减少”)。当光照强度为80W时,净光合速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)0。  光照强度对绿色植物光合作用强度 (或净光合速率)的影响 增加 大于 ②如果将装置中的CO2缓冲溶液改成清水并对装置进行遮光处理后,观察到红色液滴向左移动,最可能的原因是__________(填选项)。  A.有无氧呼吸存在 B.呼吸底物中有脂肪 C.有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率 D.植物呼吸使玻璃罩内温度升高 √ 解析:(1)据图1分析,随着遮光叶片百分比上升,未遮光叶片光合速率增加,淀粉含量减少,呈现负相关。遮光叶片进行呼吸作用消耗有机物,需要有机物淀粉的输入,故未遮光叶片中淀粉含量因转运至遮光叶片而减少,即未遮光叶片中的淀粉输出量增加。摘除花、果实等非光合作用器官,叶片中光合产物含量上升,可以抑制光合作用的进行。(2)①结合图3所示实验结果可知,图2装置可通过改变灯泡功率或改变灯与广口瓶之间的距离改变光照强度,以探究光照强度对绿色植物光合作用强度(或净光合速率)的影响。如果适当增加图2中灯与广口瓶之间的距离,光照强度减弱,短时间内光反应减弱,则叶绿体中ADP的含量增加。由图3分析可知,当光照强度为80W时,净光合速率大于0。 ②在测量植株的呼吸速率时,将装置中的CO2缓冲溶液改为清水,清水不能吸收气体也不能释放气体。若有无氧呼吸存在时,有氧呼吸吸收的O2量和释放的CO2量相等,而无氧呼吸只释放CO2,应该导致液滴右移,A错误;如果呼吸底物中有脂肪,由于脂肪的碳氢比例高,氧化分解时消耗的O2多于释放的CO2,导致装置中气体总量减少,液滴左移,B正确;有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率,应该导致液滴右移,C错误;植株呼吸使玻璃罩内温度升高,应该导致液滴右移,D错误。 题型(二)　“黑白瓶法”测定水生植物的光合速率 [典例]　[多选]某研究小组为测定不同光照条件下黑藻的光合速率,将等量且生理状态相同的黑藻植株,分装于6对黑白瓶(白瓶透光,黑瓶不透光)中,并向瓶中加入等量且溶氧量相同的干净湖水,分别置于六种不同的光照条件下,24 h 后6对黑白瓶中溶氧量变化情况(不考虑其他生物)如表。下列说法错误的是 (　 ) 光照强度/klx 0(黑暗) A B c d e 白瓶溶氧量/(mg/L) -7 +0 +6 +8 +10 +10 黑瓶溶氧量/(mg/L) -7 -7 -7 -7 -7 -7 A.可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率 B.该实验条件下光照强度为a时白瓶中的黑藻能生长 C.白瓶中,光照强度为d时,若其他条件不变,显著降低CO2浓度,短时间内叶肉细胞中C5含量减少 D.可以根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光照强度下黑藻的净光合速率 √ √ [解析]　黑瓶中不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,其中溶解氧的减少量代表黑藻呼吸作用消耗O2的量,故可以根据黑瓶中溶氧量的变化来计算实验条件下黑藻的呼吸速率,A正确; 表中光照强度为a时,白瓶中溶解氧变化量为0,说明此时黑藻的净光合速率为0,因此,该光照条件下的黑藻不能生长,B错误; 白瓶中,当光照强度为d时,若其他条件不变,显著降低CO2浓度,则会导致C5的消耗减少,而C3的还原基本不变,因此,短时间内叶肉细胞中C5含量增加,C错误; 可根据白瓶中溶氧量的变化计算不同光照强度下黑藻的净光合速率,D正确。 “黑白瓶法”测定水生植物的光合速率 “黑白瓶法”是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的方法。其中“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。可分为有初始值与没有初始值两种情况,规律如下: 深化学习•提素养 考法训练·融会通 1.如表是采用黑白瓶(不透光瓶、可透光瓶)测定夏季某池塘不同深度水体中初始平均氧浓度与24小时后平均氧浓度,并比较计算后的数据。下列有关分析正确的是 (　 ) 水深/m 1 2 3 4 白瓶中O2浓度/(g·m-3) 3 1.5 0 -1 黑瓶中O2浓度/(g·m-3) -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为3 g·m-3 B.水深2 m处白瓶中植物光合速率等于呼吸速率 C.水深3 m处白瓶中产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体 D.水深4 m处白瓶和黑瓶中的水生植物均不进行光合作用 √ 解析:水深1 m处白瓶中水生植物24小时制造的氧气量为3+1.5=4.5(g·m-3), A错误; 水深2 m处白瓶中植物净光合作用释放的O2量为1.5 g·m-3,光合速率大于呼吸速率,B错误; 水深3 m处白瓶中水生植物光合作用产生的O2量与呼吸作用消耗的O2量相等,因此产生ATP的细胞器是叶绿体和线粒体,C正确; 水深4 m处白瓶中的水生植物24小时制造的氧气量为-1+1.5=0.5(g·m-3), 能进行光合作用,D错误。 2.黑瓶(不透光)—白瓶(透光)法是测定水中藻类植物光合速率的常用方法。如图表示分别测定某池塘夏季白天不同深度水层每小时的平均氧浓度变化曲线,纵轴表示水池深度(假定不同深度的水温不变),横轴表示瓶中O2的变化量[g/(m2·h)]。回答下列问题: (1)在水深4 m处,白瓶中的水藻产生ATP的细胞器是_________。  (2)白瓶中测得的O2变化量为净光合作用产生量,则光照适宜时,水深1 m处每平方米的水藻1小时制造的O2总量为______g。  (3)白瓶在水深3 m时,O2的变化量为0,表明在此深度时,水藻的光合速率_______(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸速率。若将白瓶水藻从3 m处移到2 m 处,则短时间内水藻细胞中C3的含量将______________。 线粒体 4.5 等于 减少(或下降) 解析:(1)据图分析,在水深4 m处,白瓶与黑瓶中的O2变化量相同,说明白瓶中的水藻在此处只能进行呼吸作用,因此其产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体,故产生ATP的细胞器是线粒体。(2)据图分析可知,水深1 m处白瓶中水藻的净光合速率为3 g/(m2·h),而呼吸速率为1.5 g/(m2·h),因此水深1 m处每平方米的水藻1小时制造的O2总量(实际光合作用制造的O2量)=3+1.5=4.5(g)。(3)水深3 m处,白瓶中O2的变化量为0,说明水藻的净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率。若将白瓶从3 m处移到2 m处,光照强度变大,光反应产生的ATP和NADPH增多,导致C3的还原加快,而CO2的固定速率基本不变,因此短时间内水藻细胞中C3的含量将下降。 题型(三)　“半叶称重法”测定光合作用合成有机物的产量 [典例]　“半叶称重法”测定光合速率时,将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不作处理,设法阻止两部分之间的物质运输。适宜光照下照射4小时,在A、B截取等面积的叶片,烘干称重,分别记为a、b。下列说法错误的是(　 ) A.若要测定叶片的呼吸速率,需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重 B.选择叶片时需注意叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等的一致性 C.分析实验数据可知,该叶片的净光合速率为(b-a)/4 D.若用“半叶称重法”探究光合作用的产物是否为淀粉,则实验前需要对植物进行饥饿处理 √ [解析]　黑暗条件下植物只进行呼吸作用,不进行光合作用,因此对称叶片的遮光部分在单位时间内干重的减少量可表示呼吸速率,则若要测定叶片的呼吸速率,需要在光照前截取同等面积的叶片烘干称重,作为起始干重,A正确; 本实验的自变量为是否光照,叶龄、着生部位、叶片对称性及受光条件等属于无关变量,各组应保证无关变量的一致性,否则会导致实验结果不准确,B正确; 该叶片的净光合速率=(b-初始干重)÷4,呼吸速率=(初始干重-a)÷4,由于初始干重和呼吸速率都是未知的,因此不能确定该叶片的净光合速率,C错误; 若用“半叶称重法”探究光合作用的产物是否为淀粉,则实验前需要对植物进行饥饿处理,以排除自身储存的淀粉对实验结果的影响,D正确。 深化学习•提素养 “半叶称重法”测定光合作用合成有机物的产量 图示 解读 ①准备:将对称叶片一部分(如图A区)遮光,另一部分(如图B区)不作处理,并采用适当方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡烫伤等)阻止两部分的物质和能量转移。 ②处理:在适宜光照下照射N小时后,在A、B区对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,获得相应数据,分别记为MA、MB。 ③计算:B区被截取部分在单位时间内光合作用合成的有机物产量(M)=(MB-MA)/N,即为相应的光合作用强度 考法训练•融会通 某小组同学在同一黄瓜植株上选取了发育正常、对称性良好的黄瓜叶片,实验前测得叶片的平均干重为X1 mg·cm-2,实验时将叶片进行一半遮光、一半曝光(遮光部分与曝光部分不进行物质和能量转移),在一定光照强度下照射1 h后,测得叶片遮光部分的平均干重为X2 mg·cm-2,曝光部分的平均干重为X3 mg·cm-2。经过多次实验,他们绘制了不同光照强度下叶片光合速率的变化曲线,如图所示,已知实验过程中黄瓜叶片的呼吸速率不变。 (1)在一定光照强度下,实验时所用黄瓜叶片的呼吸速率为_______ mg·cm-2·h-1,总光合速率为________mg·cm-2·h-1。实验前对叶柄进行环割可减小实验误差,理由是_______________________________________ __________________________________________________________。 (2)据图分析,当光照强度为 A 点对应的光照强度时,黄瓜植株的光合速率________(填“大于”“等于”或“小于”)呼吸速率。若对缺镁的黄瓜植株进行题干实验,测得的 A 点和B点的移动方向分别是____________ ___________。  X1-X2 X3-X2 对叶柄进行环割,切断了运输有机物的筛管, 小于 A点右移、 可阻止叶片光合作用合成的有机物通过叶柄向植物其他部位运输 B点左移 (3)B点后,继续增大光照强度进行实验,当光照强度增大到一定值后,测得的叶片曝光部分的平均干重有下降的趋势,试从影响光合速率的因素角度分析,原因可能是___________________________________ ____________________________________________________________ (答出两点)。 光照强度过强时温度升高,导致与光合 作用有关的酶的活性降低;叶片的气孔部分关闭,导致CO2供应减少 解析:(1)在一定光照强度下,遮光的一半叶片只进行细胞呼吸,1 h消耗的有机物为X1-X2,因此实验时所用黄瓜叶片的呼吸速率为(X1-X2)mg·cm-2·h-1。曝光的一半叶片细胞呼吸和光合作用都进行,净光合速率=(X3-X1)mg·cm-2·h-1,则总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(X3-X1)+(X1-X2)=(X3-X2)mg·cm-2·h-1。实验前对叶柄进行环割可减小实验误差的原因是对叶柄进行环割,切断了运输有机物的筛管,可阻止叶片光合作用合成的有机物通过叶柄向植物其他部位运输。 (2)据图分析,当光照强度为A时,叶片的总光合速率等于呼吸速率,整个植株还有只进行细胞呼吸不进行光合作用的部分,因此黄瓜植株的光合速率小于呼吸速率。A点为光补偿点,即光合速率等于呼吸速率,已知实验过程中黄瓜叶片的呼吸速率不变,缺镁的黄瓜植株叶绿素合成受阻,不利于光合作用的进行,因此需要更强的光照强度才能满足光合速率等于呼吸速率,所以A点右移。B点为光饱和点,即光合速率达到最大时所需的最小光照强度,缺镁的黄瓜植株叶绿素合成受阻,不利于光合作用的进行,因此B点左移。(3)光照强度过强时温度升高,导致与光合作用有关的酶的活性降低;叶片的气孔部分关闭,导致CO2供应减少,这些原因都会导致光照强度增大到一定值后,叶片曝光部分的平均干重有下降的趋势。 重难强化训练(三) 光合作用与细胞呼吸 的影响因素及应用 1 2 3 4 5 6 7 8 一、选择题(共7小题,每小题4分,共28分) 1.(2024·荆州三模)在光照恒定、最适温度条件下,某研究小组用图1的实验装置测量一小时内密闭容器中CO2的变化量,绘成曲线如图2所示。下列叙述正确的是(　 ) A.a~b段,叶绿体中ATP从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为64 ppmCO2/min C.适当提高温度进行实验,该植物光合作用的光饱和点将增大 D.若第10 min时突然黑暗,叶绿体基质中C3的含量在短时间内将下降 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 解析:由题图可知,a~b段CO2含量下降,说明植物的光合作用强度大于呼吸作用强度,叶绿体中ATP从类囊体膜向基质运输,A错误; 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,由a~b段可以计算出净光合速率= (1 680-180)/30=50(ppmCO2/min),由b~c段可以计算出呼吸速率=(600-180)/30= 14(ppmCO2/min),因此真正光合速率平均为64 ppmCO2/min,B正确; 由题意可知,该实验在最适温度条件下进行,因此适当提高温度进行实验,光合速率下降,导致该植物光合作用的光饱和点将下降,C错误; 若第10 min时突然黑暗,导致光反应产生的ATP和NADPH含量下降,暗反应中C3的还原减弱,而C3的生成不变,导致叶绿体基质中C3的含量在短时间内将增加,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 3 2.(2024·绍兴二模)科研人员测定了一定温度条件下,某绿色植物随光照强度增加,在不同时刻CO2吸收速率的变化,结果如图所示。下列叙述正确的是 (　 ) √ A.光合作用的暗反应不需要光照,因此黑暗条件下暗反应可持续进行 B.CO2吸收速率为0时叶肉细胞的平均光合速率仍大于呼吸速率 C.光照2~10 min时CO2吸收速率上升较慢的主要限制因素是光照强度 D.适当提高环境温度,绿色植物在光照6 min时的CO2吸收速率下降 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:光合作用的暗反应不直接依赖光,但是暗反应需要光反应提供ATP和NADPH,因此黑暗条件下暗反应不能持续进行,A错误; 由题意可知,该实验测定的是某绿色植物的CO2吸收速率,当CO2吸收速率为0时,即绿色植物的光合速率等于呼吸速率时,由于还存在某些细胞(如根细胞)只能进行呼吸作用,因此叶肉细胞的平均光合速率大于呼吸速率,B正确; 光照2~10 min时,光照强度仍在增加,但是CO2吸收速率上升较慢,主要原因可能是CO2浓度等的限制,C错误; 由题干可知,曲线是一定温度条件下测得的数据,但无法确定是不是最适温度,则无法判断适当提高环境温度后CO2吸收速率的变化趋势,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 3 3.连续48 h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收(或释放)速率,得到如图所示曲线(整个过程中呼吸作用强度恒定)。下列叙述正确的是 (　 ) √ A.实验的前3小时叶肉细胞产生ATP的场所是线粒体内膜和线粒体基质 B.如改用相同强度绿光进行实验,c点的位置将下移,48小时净积累量为负值 C.由图可知在植物叶肉细胞中,呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时 D.实验中该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:实验的前3小时CO2释放速率不变,说明叶肉细胞只进行细胞呼吸,故叶肉细胞产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质,A错误; 如改用相同强度绿光进行实验,光合作用减弱,植物吸收的CO2减少,c点的位置将升高,B错误; 由图可知,植物呼吸速率与光合速率相等的时刻为第6、18、30、42小时,但由于植物还有很多不进行光合作用的部位,故在这4个时刻,叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,C错误; 分析曲线可知,24时与0时室内CO2浓度相等,48时室内CO2浓度低于24时,故该植物前24小时有机物积累量小于后24小时有机物积累量,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 3 4.(2024·梅州三模)滴灌是干旱缺水地区有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1~T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按表中施肥量对龙脑香樟林中生长一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析,下列叙述错误的是 (　 ) 处理 施肥量/ (mg/kg) 呼吸速率/(μmol· m-2·s-1) 最大净光合 速率/(μmol·m-2·s-1) 光补偿 点/klx 光饱和 点/klx T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340 T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516 T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494 CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157 注: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。 1 2 4 5 6 7 8 3 A.光照强度为100 klx时,实验组比对照组积累更多有机物 B.光照强度为1 600 klx时,若各组的呼吸速率不变,则实验组的最大光合速率比对照组更高 C.植物可吸收P元素用于合成自身的淀粉和蛋白质等物质 D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长 √ 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:由题表可知,当光照强度为100 klx时,实验组都超过光补偿点,即有机物积累速率>0,而对照组还未达到光补偿点,即有机物积累速率<0,说明实验组比对照组积累更多的有机物,A正确;当光照强度为 1 600 klx时,各组都达到光饱和点,光合速率=呼吸速率+净光合速率,计算可知实验组的最大光合速率都大于对照组,B正确; 淀粉的元素组成是C、H、O,合成淀粉不需要P元素,C错误; T2处理组的最大净光合速率最大,植物积累的有机物最多,最有利于龙脑香樟的生长,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 3 5.(2024·襄阳三模)香草兰是一种被广泛应用于中医药领域的植物,具有清热解毒、祛风散寒等功效。某科研小组在温度等适宜条件下,对密闭透明玻璃容器中的香草兰幼苗进行了如下实验,实验前各玻璃容器内CO2的含量均为8.0 g,实验0.5 h后测定各容器内CO2的含量,结果如表(表中“lx”表示光照强度,“nm”表示波长)。下列叙述错误的是 (　 ) 组别 光照条件 0.5 h后CO2的含量/g ① 黑暗 10.0 ② 1 000 lx白光 8.0 ③ 2 000 lx白光 7.2 ④ 2 000 lx白光+450 nm补充光 6.8 ⑤ 2 000 lx白光+580 nm补充光 7.4 ⑥ 2 000lx白光+680 nm补充光 6.4 注:实验中以CO2含量的变化来衡量光合速率和细胞呼吸速率,且整个过程中光照强度和光质对呼吸作用没有影响。 1 2 4 5 6 7 8 3 A.若实验③中突然停止光照,则短时间内C3的合成速率升高 B.实验④中香草兰幼苗的总光合速率为6.4 g/h C.利用实验②~⑥可探究光照强度及补充光的种类(不同波长)对香草兰光合作用的影响 D.提供的光照条件为2 000 lx白光+680 nm补充光时,香草兰幼苗的光合作用最强 √ 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:在其他条件适宜的情况下,光照突然停止,短时间内C3的合成速率不变,A错误; 第①组实验中,环境条件为黑暗,所以香草兰幼苗只进行呼吸作用,则呼吸速率为4 g/h,植物的总光合速率=净光合速率+呼吸速率,第④组中净光合速率为2.4 g/h,则第④组植物的总光合速率为4+2.4=6.4(g/h),B正确; 本实验的自变量是光照强度及补充光的种类,且整个过程中光照强度和光质对呼吸作用没有影响,故实验②~⑥可探究光照强度及补充光的种类(不同波长)对香草兰光合作用的影响,C正确; 在实验范围内,提供的光照条件为2 000 lx白光+680 nm补充光时,0.5 h后密闭容器内的CO2含量最少,说明其净光合速率最大,由于呼吸速率相同,则提供的光照条件为2 000 lx白光+680 nm补充光时,香草兰幼苗的光合作用最强,D正确。 1 2 4 5 6 7 8 3 6.[多选](2024·威海二模)将小麦幼苗叶片放在温度适宜的密闭容器内,测得该容器内O2含量的变化情况如图所示。下列说法正确的是 (　 ) √ A.用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5 min 容器内的气体,可观察到溶液由蓝变绿再变黄 B.B点时,小麦叶片的光合速率等于呼吸速率 C.若小麦叶片的呼吸速率保持不变,则5~15 min叶片产生O2的速率为6×10-8 mol/min D.若给予的光照强度不变,与A点相比,B点时叶绿体基质中C3含量增加 √ √ 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:溴麝香草酚蓝溶液可用于检测CO2,0~5 min期间,在黑暗条件下,叶片只进行呼吸作用释放CO2,则用溴麝香草酚蓝溶液检测0~5 min 容器内的气体,可观察到溶液由蓝变绿再变黄,A正确; 密闭容器中O2含量取决于叶片有氧呼吸强度和光合作用强度,B点时O2含量不变,说明B点时叶片的光合速率等于呼吸速率,B正确; 黑暗条件下测得叶片的细胞呼吸速率=2×10-8 mol/min,而5~15 min测得叶片的净光合速率=4×10-8 mol/min,O2产生速率为总光合速率(细胞呼吸速率与净光合速率之和),即若小麦叶片的呼吸速率保持不变,则5~15 min叶片产生O2的速率为6×10-8 mol/min,C正确; 与A点相比,B点时容器内的CO2含量变少,C3生成减少,但C3的还原不变,所以C3含量减少,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 3 7.[多选]如图为测定叶片光合作用强度装置的示意图,其中叶室由透明玻璃材料制成。装置运行后,仪器气路管道中的气体流速满足正常测定的需求。黑暗时测出叶室内的CO2变 √ A.叶片的叶肉细胞叶绿体内参与光合作用光反应阶段的反应物有H2O、NADP+、ADP和Pi B.在光照时,若该叶片实际光合作用消耗CO2的值为W,则W=P+Q C.若光照下测出叶室内的CO2变化值(P)为0,则该植物的呼吸强度等于光合作用强度 D.若正常夏日早6点日出,晚6点日落,则一天之中,P最高点在早6点,最低点在晚6点 化值为Q,光照下测出叶室内的CO2变化值为P。 下列说法错误的是 (　 ) √ 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:光合作用的光反应阶段包括H2O的光解(合成NADPH需要NADP+的参与)和ATP的合成(需要ADP和Pi参与)两个过程,A正确; 在光照时,叶室内的CO2变化值为P,表示的是净光合量;在黑暗时叶室内CO2变化值为Q,表示呼吸消耗量,植物光合作用总量=净光合量+呼吸消耗量,故W=P+Q,B正确; 若光照下测出叶室内的CO2变化值(P)为0,即净光合作用为0,此时该叶片的呼吸强度等于光合作用强度,而该植物的呼吸强度大于光合作用强度,C错误; 若正常夏日早6点日出,晚6点日落,则一天之中,净光合量(P)最高点应该在晚6点,最低点在早6点,D错误。 1 2 4 5 6 7 8 3 二、非选择题(共1题,共12分) 8.(12分)(2024·郑州二模)为研究干旱、高温对某植物幼苗生长的影响,某研究小组分别进行实验研究。图1表示用密闭的玻璃钟罩培养等量的植物,将4组装置置于4种不同温度下(t1<t2<t3<t4),分别测定光照、黑暗条件下,培养瓶中气体的含量变化。图2表示在干旱条件下,定期检测某植物的光合指标得到的结果。请回答下列问题: (1)据图1分析,昼夜恒温(t4)、光照时间为12小时,该植物产生ATP的场所有_____________________________,此条件下,该植物_______ (填“能”或“不能”)正常生长,判断的依据是________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________。  与细胞呼吸速率相等,且光照时间与黑暗时间等长,白天积累的有机物总量与晚上消耗的有机物总量相等,一昼夜时间内没有有机物的积累,植物不能正常生长 1 2 4 5 6 7 8 3 细胞质基质、线粒体和叶绿体 不能 昼夜恒温(t4)时,净光合速率 (2)叶肉细胞吸收的CO2被C5固定生成______,该物质的还原需要光反应产生的_______________等物质为其提供能量。若该植物正常进行光合作用时,只降低光照强度,短时间内C5的含量将______(填“增加”或“减少”)。  C3 ATP、NADPH 减少 1 2 4 5 6 7 8 3 (3)据图2分析,干旱胁迫条件下,该植物的净光合速率会_______ (填“升高”或“降低”),导致这种变化的主要原因_______(填“是”或“不是”)CO2浓度。  (4)图2中,与干旱第2天相比较,第4天时,该植物光反应的速率____ (填“快”或“慢”),原因是______________________________________ ___________________________________________________________。 降低 不是 慢 随干旱时间延长,CO2吸收速率下降, 暗反应速率降低,消耗ATP、NADPH的速率降低,光反应速率降低 1 2 4 5 6 7 8 3 解析:(1)光照条件下,该植物细胞同时进行呼吸作用和光合作用,故产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。由图1可知,昼夜恒温(t4)时,净光合速率与细胞呼吸速率相等,且光照时间与黑暗时间等长,白天积累的有机物总量与晚上消耗的有机物总量相等,一昼夜时间内没有有机物的积累,植物不能正常生长。(2)光合作用暗反应阶段发生的反应包括CO2的固定和C3的还原,其中CO2被C5固定生成C3,C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下被还原,进而合成有机物和再生C5。若降低光照强度,则光反应减弱,会使ATP和NADPH的产生量减少,使C3的还原减弱(C5生成减少),且短时间内CO2的固定速率不变(C5被正常消耗),因此C5的含量会减少。 1 2 4 5 6 7 8 3 (3)根据图2信息可知,干旱胁迫条件下,该植物的净光合速率会降低,且随着干旱时间延长,气孔导度下降,而胞间CO2浓度上升,可见CO2浓度不是导致干旱胁迫条件下,该植物净光合速率降低的主要原因。(4)随着干旱时间延长,CO2吸收速率下降,暗反应速率降低,消耗ATP、NADPH的速率降低,ATP、NADPH积累,导致光反应速率降低,因此与干旱第2天相比较,第4天该植物光反应的速率慢。 本课结束 $$