2025届高三生物二轮复习导学案光合作用和呼吸作用的关系及应用

光合作用和呼吸作用的关系及应用学案（2025.4.3） ----提高农作物产量 〖学习目标〗 1.掌握光合作用和呼吸作用的过程。 2.区分光合速率和呼吸速率的关系。 3.从光合和呼吸的角度出发，归纳作物增产措施。 〖课堂活动〗 任务一 请同学们完成例1、例2、例3和归纳一 例1. 图一表示光合作用的________过程，膜上发生的反应过程将H2O分解成O2、H+和e-,光能转化成电能，最终转化为________的化学能。若将O2标记为18O2，则细胞中会出现C6H1218O6,请写出18O2转移路径：____________________________________________________(用箭头连接） 例2. 土壤贫瘠肥力不足是制约玉米产量的主要因素之一，图1表示玉米体内的部分生理过程示意图，表1表示不同施氮量下玉米的光合作用情况 (假设呼吸作用强度不变)，其中气孔导度是气孔的开放程度，RUBP羧化酶是催化CO2固定的酶。 （1）图1中①②生理过程在细胞内进行的具体场所分别是________________________， 过程_______（填序号）能为叶肉细胞吸收Mg2+提供动力。 例2. 突然将植物从光下移入黑暗环境中，短时间内，该植物的叶肉细胞中的叶绿体内的C3的含量将___________（填“增加”“不变”或者“减少”）。 【归纳一 】 1、构建光合作用和呼吸作用的过程在物质上的内在联系概念图。(“物质”与“→”构建模式图） 2、当光照强度或CO2浓度突然改变时，叶绿体中各种物质（如NADPH、ATP、C3、C5）含量短时间内是如何变化的？完成下面表格。 ATP NADPH C3 C5 突然遮光 中断CO2供应 3、光合作用与细胞呼吸中物质和能量的变化 （1）光合作用和有氧呼吸中各元素的去向 ①C：__________________________________________ ②H：__________________________________________ ③O：__________________________________________ （2）能量变化 任务二 请同学们完成例4、例5与归纳二 例4【2024黑吉辽卷（3）】据图3中的数据______(填“能”或“不能”）计算出株系1的总光合速率，理由是_________________________________________________________________________________ 例5某研究小组从植物工厂取得生长状况相同的同种生菜植株(阴生植物)，获取叶肉细胞平均分成若干组，将它们分别置于六种不同的光照条件下的密闭透明容器中，分别用 传感器测定起始CO2和24小时后各组CO2的含量，数据如下： 光照强度K1X a (黑暗) b c d e f CO2初始量M1(mg) 22 22 22 22 22 22 24小时后CO2量M2 (mg) 29 22 16 8 2 2 24小时后CO2变化量 请将实验表格数据补充完整，并思考回答以下问题： (1)该种生菜细胞呼吸速率是多少? (2)请分析光照强度为b时，真正的光合速率为多少? 【归纳二】 1、总光合速率、净光合速率及呼吸速率的关系 （1）“三率”的表示方法 呼吸速率 净光合速率 总光合速率 O2 CO2 有机物 2、构建叶肉细胞在不同光照下的CO2、O2交换模式图（“→”表示气体来源与去向） 线粒体 线粒体 叶绿体 叶绿体 模型二：弱光时 模型一：无光时 线粒体 线粒体 叶绿体 叶绿体 模型四：较强光时 模型三：一定光照时 （1）当叶肉细胞净光合速率为零时，植物的光合作用速率和呼吸作用速率的关系是？ (2)当植物净光合速率为零时，叶肉细胞的光合作用速率和呼吸作用速率的关系是？ 3、光合速率与呼吸速率的曲线模型 任务三 小组活动 请同学们完成例6后，组内讨论从细胞代谢的角度出发，归纳提高农作物产量的措施。 例6【2023·浙江·统考高考真题】植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光∶蓝光＝1∶2）、B组（红光∶蓝光＝3∶2）、C组（红光∶蓝光＝2∶1），每组输出的功率相同。 (2)由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为_______，最有利于生菜产量的提高，原因是_____________________________________________________________。 【归纳三】从细胞代谢的角度（光合作和呼吸作用的关系），归纳出提高农作物产量的具体措施。（用思维导图的形式表示） 〖真题演练〗 1、【2023·海南卷，16】海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 回答下列问题。 （1）光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是__________；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第________条。 （2）本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是___________，该光源的最佳补光时间是_______小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 ______________________________________________________________________ 2、 【2020全国卷，T30】农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是_______________，选择这两种作物的理由是 _______________________________________________________________________________ 作物 A B C D 株高/cm 170 65 59 165 光饱和点/(μmolCO₂·m⁻²·s⁻¹) 1200 1180 560 623 1 学科网（北京）股份有限公司 $$