第3章 第四节 影响光合作用和细胞呼吸的环境因素（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一生物必修第一册（苏教版2019）

第四节　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 1.光合速率:可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量、O2释放量或有机物的合成量来表示。 2.光照 (1)光照强度:在一定范围内,光合速率随着光照强度的增强而相应增加;当达到某一定值后,光 照强度即使继续增强,光合速率也不再增加。 (2)光质:叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值,植物在红光和蓝光下光合速率更 高。 3.CO2:CO2是光合作用的原料之一。在一定范围内,植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升 而增加,在CO2浓度达到某一定值后,再增加CO2浓度,光合速率也不再增加。 知识点 1 影响光合作用的环境因素 必备知识 清单破 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 4.温度:温度对光合作用中酶活性的影响很大,因而对光合速率也有明显的影响。 5.土壤中的水分含量和无机盐的种类 (1)水是光合作用的原料之一,充足的水分能直接影响植物的光合速率。 (2)氮素是蛋白质、核酸的组成成分,充足的氮素供应可以促进叶面积的增大和叶数量的增 多,从而增加光照面积,间接地影响植物的光合速率。 (3)镁是叶绿素的组成成分,适时补充镁元素可以促进叶绿素的合成,从而影响光合速率。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.呼吸速率:呼吸速率是植物细胞代谢强弱的一个重要指标,常用单位面积或单位重量的植物 体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。 2.温度 (1)温度主要影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。在一定的温度范围内,酶活性因温度的升 高而提高,呼吸速率也会增高;到达最高值后,因温度高于酶的最适温度,酶活性降低,因而呼吸 速率也随着温度的升高而下降。 (2)植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度,因此,当细胞呼吸处于最适温度 时,细胞呼吸旺盛,而光合作用可能已经有所减弱。 知识点 2 影响细胞呼吸的环境因素 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 3.氧 (1)在氧浓度较低的范围内,植物的呼吸(有氧呼吸)速率随氧浓度的增加而升高,但增至一定 程度时,呼吸速率就不再升高了。 (2)在缺氧条件下,植物可短暂地进行无氧呼吸,但由于有机物的不完全氧化,积累的不完全氧 化产物(乙醇或乳酸)会对细胞产生毒害。 (3)动物在剧烈运动时会因无氧呼吸积累过多的乳酸,从而出现肌肉酸痛。 (4)在以有氧呼吸为主的生物体内,随着氧浓度的提高,有氧呼吸会增强,无氧呼吸会有所减弱。 4.二氧化碳:二氧化碳是细胞呼吸的最终产物,当二氧化碳体积分数高于5%时,细胞呼吸明显 受到抑制。 5.植物组织的含水量:在一定范围内,细胞呼吸速率随组织含水量的增加而增高。干燥种子的 细胞呼吸速率很低,而当种子吸水后,细胞呼吸速率迅速增高。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 归纳总结　影响细胞呼吸的内部因素 内部因素 内容 举例 遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 一般旱生植物呼吸速率比水生植物低,阴生植物呼吸速率比阳生植物低 生长发 育时期 同一种植物在不同的生长发 育时期呼吸速率不同 一般幼苗期、开花期等呼吸 速率高,成熟期呼吸速率低 器官 类型 同一种植物的不同器官呼吸 速率不同 一般生殖器官呼吸速率比营 养器官高 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.增加光照面积、延长光照时间等可以充分利用光能。 2.适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。 3.合理密植有利于作物的细胞呼吸和光合作用。 4.在储藏果蔬时,一般采用适当降低温度或氧浓度的方法,抑制细胞呼吸,以减少有机物的消 耗。 5.在储藏粮食时,通过降低粮仓的湿度,使储存的种子保持干燥,以抑制细胞呼吸,延长保存期 限。 知识点 3 光合作用和细胞呼吸原理的应用 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.温度只影响暗反应过程,因为只有暗反应需要酶的催化,这种说法正确吗? 2.CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的,这种说法正确吗? 3.储存蔬菜、水果时应隔绝O2,以减弱细胞呼吸,这种说法正确吗? 4.稻田需要定期排水,否则水稻幼苗根部会因缺氧产生乳酸而变黑、腐烂,这种说法正确吗? 提示 提示 提示 提示 不正确。光反应也需酶的催化,也受温度影响。 正确。CO2参与光合作用的暗反应,故CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作 用的。 不正确。若隔绝O2,细胞无氧呼吸会加强,不利于蔬菜、水果的储存,应该低氧储存蔬菜、水果。 不正确。水稻幼苗根部在缺氧条件下,会进行无氧呼吸产生乙醇而变黑、腐烂。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.光照强度对光合作用的影响分析 (1)曲线分析   关键能力 定点破 定点 1 影响光合作用的环境因素及应用 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1、A点:光照强度为0,此时植物只进行细胞呼吸;单位时间内A点的CO2释放速率表示细胞呼吸速率。 2、AB段(不含A、B点):随光照强度的增大,光合作用强度逐渐增大,但光合速率小于呼吸速率。 3、B点:光合速率=呼吸速率,此时的光照强度称为光补偿点。 4、BC段(不含B、C点):随光照强度的增大,光合作用强度不断增大,光合速率大于呼吸速率。 5、C点:此时光照强度称为光饱和点,C点之后随光照强度的增强,光合速率基本不变。 (2)应用分析 1、欲使植物正常生长,则光照强度应大于B点对应的光照强度。 2、适当提高光照强度可增加作物产量。 3、阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,间作套种时农作物的种类要合理搭配。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2.CO2浓度对光合作用的影响分析 (1)曲线分析 1、A点:表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点。 2、A'点:表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 3、B点和B'点:都表示CO2饱和点。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)应用分析 　　可通过“正其行,通其风”以及适当增施有机肥等来增加CO2浓度,从而提高作物光合速 率。 3.温度对光合作用的影响分析 (1)曲线分析   1、A点所对应的温度为光合作用中酶的最适温度。 2、温度过高时,酶失活,光合作用停止。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)应用分析 1、适时播种,以保证植物在适宜温度下进行光合作用。 2、温室栽培时白天适当提高温度,夜间适当降低温度,从而增加有机物积累量。 4.水和化学元素对光合作用的影响分析 (1)水是光合作用重要的反应物,且可影响气孔的开闭,间接影响CO2的吸收,还可影响光合产 物的运输,从而影响光合速率。 (2)化学元素影响细胞内许多化合物的合成,从而影响植物体的光合作用,如充足的氮素可以 促进叶面积的增大和叶数量的增多,从而增加光照面积,间接地影响植物的光合速率。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)分析:P点及P点之前,限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因素,随着该因素的不 断增强,光合速率不断提高;Q点及以后,横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因素。 5.光照强度、CO2浓度和温度对光合作用影响的综合分析 (1)曲线图 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例　将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率 如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述 正确的是 (　    )   A.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作 B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大 C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率 D.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响 A 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨   解析    据图分析可知,大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作,A正确;与 单作相比,间作时桑树光合作用的光饱和点增大,而大豆的光饱和点减小,B错误;由图可知,大 豆在较弱光照强度范围内的光合速率间作比单作高,C错误;曲线显示大豆间作时呼吸作用强 度比单作时弱,D错误。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 影响细胞呼吸的环境因素及应用  因素 原因 曲线 应用 温度 通过影响呼吸酶的活 性来影响呼吸速率   1、在零上低温下储藏蔬菜、水果; 2、温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量 O2浓度 O2浓度低时,无氧呼吸占优势,随O2浓度增加,无氧呼吸被抑制,有氧呼吸不断加 强;但当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增加,有氧呼吸不再增强(受呼吸酶数量 等因素的影响)   适当降低O2浓度,抑制细胞呼吸,减少有机物消耗,从而延长 蔬菜、水果的保鲜时间 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的产物,随着CO2浓度的增加,CO2对细胞呼吸的 抑制作用增强   蔬菜、水果储藏时,适当增大CO2浓度可以抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗 含水量 水既是反应物,又是生成物。在一定范围内,细胞呼吸速率随 含水量的增加而升高,超过一定范围,细胞呼吸会受到抑制 — 1、种子浸泡,有利于萌发; 2、种子晒干,有利于储藏 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例　呼吸商(RQ)=细胞呼吸释放的CO2量/吸收的O2量。如图是生物氧化分解葡萄糖过程 中呼吸商与氧分压的关系,以下叙述正确的是(　    )   A.呼吸商越大,细胞呼吸产生的CO2越多 B.b点有氧呼吸强度大于a点 C.为延长蔬菜的保存时间,最好将氧分压调至c点 D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化 B 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 解析    呼吸商越大,表明细胞呼吸释放的CO2量与吸收的O2量的比值越大,A错误。由题图可 以看出,氧分压越小,呼吸商越大,a点时生物主要进行无氧呼吸,a点→b点有氧呼吸增强,无氧 呼吸减弱,因此,b点有氧呼吸强度大于a点,B正确。c点生物只进行有氧呼吸,消耗有机物较 多,不适合蔬菜保存,C错误。c点以后细胞呼吸强度可能会随氧分压变化而变化,但呼吸商仍 是1,D错误。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 (1)b时:开始进行光合作用。 (2)c时:开始积累有机物。 (3)c、e时:光合作用强度与呼吸作用强度相等。 (4)e时:有机物积累量最大。 定点 3 自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析  第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2.密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线 (1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点:D点、H点。 (2)该植物一昼夜表现为生长,其原因是I点时玻璃罩内CO2浓度低于A点时玻璃罩内CO2浓度, 说明经过一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即植物光合作用制造的有机物总量>呼吸作用消 耗的有机物量,植物有有机物的积累。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例　如图表示某香果树净光合速率在夏季某天不同时间的变化曲线,下列叙述错误的是 (　    ) A.在10:00该香果树吸收CO2的速率最高 B.在18:00该香果树叶绿体产生氧气量为0 C.在11:00左右,曲线下降的原因最可能是叶片部分气孔关闭 D.假设10:00突然有乌云遮蔽,短时间内该香果树叶片中C5含量下降 B 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 解析    由图可知,在10:00该香果树净光合速率最大,该香果树吸收CO2的速率最高,A正确;在1 8:00该香果树净光合速率为0,即光合速率等于呼吸速率,该香果树叶绿体产生氧气量不为0,B 错误;在11:00左右,曲线下降的原因最可能是气温过高,叶片部分气孔关闭以减少水分的散 失,导致二氧化碳供应不足,C正确;假设10:00突然有乌云遮蔽,光照强度降低,短时间内该香果 树叶片中C3的还原速率降低,而CO2固定速率不变,导致C5含量降低,D正确。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 1.光合速率与呼吸速率关系的模型图     定点 4 绿色植物光合速率与呼吸速率的测定与判断  图2 (1)图1中三种速率的关系:真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。 (2)图1中三种速率的表示方法和测定方法 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 项目 表示方法 测定方法 净光合速率(又称表观光合速 率) 单位时间O2的释放量、CO2 的吸收量、有机物的积累量 光照下测定植物CO2吸收量 或O2释放量 真正光合速率(又称实际光合 速率、总光合速率) 单位时间O2的产生量、CO2 的固定量、有机物的制造量 — 呼吸速率(黑暗中测量) 单位时间CO2的释放量、O2 的吸收量、有机物的消耗量 黑暗中测定植物CO2释放量 或O2吸收量 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (3)图2中面积与合成、消耗有机物的关系 1、S1+S3:呼吸作用消耗的有机物量。 2、S2+S3:光合作用产生的有机物总量。 3、S2-S1:光合作用净积累的有机物量。 2.气体体积变化法测定光合速率与呼吸速率   甲 乙 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (1)装置甲测定呼吸速率 1、烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液用于吸收CO2。 2、将装置甲置于黑暗且温度适宜的环境中一段时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速 率。 (2)装置乙测定净光合速率 1、烧杯中放入CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度相对恒定,并满足光合作用需求。 2、将装置乙置于光下且温度适宜的环境中一段时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合 速率。 (3)为防止气压、温度等物理因素引起误差,应设置对照实验,即用死亡的相同大小的同种绿 色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 3.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定原理:黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可以进行光合作用 和呼吸作用,因此,光合作用产生氧气量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。 (2)测定方法:取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c,将a瓶先包以黑胶布,再包以锡箔。用a、b、c 三瓶从待测水体相同位置取水,测定c瓶中的氧气含量。将a瓶、b瓶密封后再沉入取水处,24 小时后取出,测定两瓶中的氧气含量。 (3)计算规律 1、在初始值已知的情况下,黑瓶中氧气的减少量为瓶中生物有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加 量为瓶中生物净光合作用量;两者之和为瓶中生物总(真)光合作用量。 2、在初始值未知的情况下,白瓶中测得的氧气现有量与黑瓶中测得的氧气现有量之差即瓶 中生物总(真)光合作用量。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 4.“半叶法”测定光合作用有机物总产量 (1)使用范围:检测单位时间、单位面积有机物产生总量,常用于大田农作物的光合速率测 定。 (2)测定方法:在测定时,将植物对称叶片的一半遮光,另一半则留在光下进行光合作用,过一段 时间后,在这两部分的对应部位取同等面积的小叶片,分别烘干称重。这两个小叶片的干重 开始时视为相等,照光后的叶片重量超过遮光处理后的叶片重量,超过部分即光合作用有机 物的总产量。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例　某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基 因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。下列有关叙述错误的是 (　    ) 　　      A.若测定植物的呼吸作用强度,应该将甲、乙装置的D中都放入NaOH溶液且进行黑暗处理 B.若测定植物的净光合作用强度,应该将甲、乙装置的D中都放入CO2缓冲液且放在光照充 足的条件下 C.测定植物呼吸作用强度时,30 min后甲装置中的液滴左移1.5 cm,乙装置中的液滴右移0.5 cm, 则呼吸速率为4 cm/h D.测定植物净光合作用强度时,30 min后,甲装置中的液滴右移4.5 cm,乙装置中的液滴右移0. 5 cm,则净光合速率为10 cm/h D 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 解析    若测定植物的呼吸作用强度,应该将甲、乙装置的D中都放入NaOH溶液且进行黑暗 处理,此时液滴的移动是由装置中氧气含量的变化引起的,测定的是呼吸消耗的氧气量,乙装 置起着对照作用(排除外界因素对实验结果的干扰),A正确;若测定植物的净光合作用强度,应 该将甲、乙装置的D中都放入CO2缓冲液,保证光合作用过程中的二氧化碳供应并维持二氧 化碳浓度稳定,并将装置放在光照充足的条件下,甲装置中液滴的移动是由光合作用产生的 氧气和呼吸作用消耗的氧气共同引起的,乙装置起着对照作用,B正确;测定植物呼吸作用强 度时,30 min后甲装置中的液滴左移1.5 cm,乙装置中的液滴右移0.5 cm(对照组),那么实际上 甲装置中植物呼吸作用使液滴向左移动了1.5+0.5=2(cm),则呼吸速率为2÷0.5=4(cm/h),C正 确;测定植物净光合作用强度时,30 min后,甲装置中的液滴右移4.5 cm,乙装置中的液滴右移 0.5 cm(对照组),那么实际上甲装置中植物净光合作用使液滴向右移动了4.5-0.5=4(cm),则净 光合速率为4÷0.5=8(cm/h),D错误。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 　　Rubisco是普遍分布于玉米、大豆等作物的叶绿体中的一种双功能酶,它既是光呼吸中 不可缺少的加氧酶,也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。在较强光照下,Rubisco以 五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2的值高时,催化RuBP结合CO2发生羧化;在CO2/O2的值低 时,催化RuBP结合O2发生氧化产生光呼吸,具体过程如图所示。   学科素养 情境破 素养 生命观念——光合作用的特殊类型 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 从物质变化的角度看,光呼吸和有氧呼吸的共同点是什么? 提示    光呼吸和有氧呼吸都需要消耗O2,都产生CO2。 问题2 在天气晴朗、气候干燥的中午,大豆叶肉细胞中光呼吸的强度较通常条件下会升高还 是降低?为什么? 提示    升高。在天气晴朗、气候干燥的中午,光照强度较强,部分气孔关闭,CO2/O2的值低,此时Rubisco催化RuBP结合O2发生氧化产生光呼吸,故光呼吸强度升高。 问题3 光呼吸的存在会明显降低作物产量,原因是什么? 提示    光呼吸存在时,光呼吸消耗参与暗反应的ATP、NADPH和RuBP,使暗反应速率减小, 从而使光合作用合成有机物减少。 问题4 研究表明,光呼吸是植物在长期进化过程中为适应环境变化、提高抗逆性而形成的一 条代谢途径。据图推测,光呼吸提高抗逆性的作用机理是什么? 提示    光呼吸可以为光合作用提供CO2。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.光呼吸与光合作用暗反应的比较 光合作用暗反应 光呼吸 过程 CO2+C5 2C3; 2C3 C5+(CH2O) C5+O2 C2+C3; C2+C3 C5+CO2 反应物 C5、CO2 C5、O2 条件 CO2/O2的值高 CO2/O2的值低 意义 合成糖类,储存能量 消耗能量,生成的CO2可用于 光合作用 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 2.一些植物在进化中形成了特殊的固定和浓缩CO2的机制,能够在高温、干旱导致的气孔开 放度下降的情况下,有效利用叶肉细胞间隙低浓度的CO2进行光合作用,如C4植物和CAM植 物。 (1)C4植物:CO2在叶肉细胞被PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)固定,生成C4,C4通过胞间连丝进入维管 束鞘细胞生成CO2,CO2被C5固定,从而进入卡尔文循环。   第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (2)CAM植物:夜晚,CAM植物气孔开放吸收CO2,CO2在叶肉细胞被固定为苹果酸,储存在液泡 中;白天光照时,为防止过度蒸腾作用,气孔关闭,苹果酸出液泡,并生成CO2,CO2被C5固定,从而 进入卡尔文循环。   第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 C3植物 C4植物 CAM植物 植物类型 典型温带植物 典型热带或亚热带植物 典型干旱地区植物 主要CO2固定酶 Rubisco PEP羧化酶、Rubisco PEP羧化酶、Rubisco 发生CO2固定的细胞 叶肉细胞 叶肉细胞和维管束鞘细胞 叶肉细胞 卡尔文循环的场所 叶肉细胞的叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质 叶肉细胞的叶绿体基 质 最初CO2接受体 RuBP(C5) PEP 光下:RuBP(C5); 黑暗中:PEP CO2固定的最初产物 C3 C4 光下:C3; 黑暗中:草酰乙酸 3.C3植物、C4植物和CAM植物的比较 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 　　C3途径是碳同化的基本途径,C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用,最终还是通过C3 途径合成有机物。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 典例呈现 例题 植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O 2,释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。Rubisco是一 种双功能酶,能催化羧化反应和加氧反应。RuBP(C5)既可与CO2结合,经Rubisco催化生成 PGA(C3),进行光合作用;又可与O2在Rubisco催化下生成1分子PGA和1分子PG(C2),进行光呼 吸。具体过程如图1:   第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (1)在光照条件下,Rubisco催化RuBP与CO2生成PGA的过程称为　 　　　    ,该过程发生在     　 　　    (填场所)中。Rubisco也可以催化RuBP与O2反应,推测O2与CO2比值　     (填“高”或“低”)时,有利于光呼吸而不利于光合作用。 (2)分析下表,遮光比例为　　　    时植物积累的有机物最多,结合已学的生物学知识和题中 的信息,从两个方面解释该条件下比不遮光条件下积累的有机物多的原因:         。 CO2的固定 叶绿体基质 高 10% 适当遮光可以提高 叶绿素的含量增强光合速率;可以抑制光呼吸进而提高光合速率 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 遮光比例(%) 叶绿素含量(mg/g) 净光合速率(μmol·m-2·s-1) 植株干重(g) 0 2.1 8.0 7.5 10 2.3 9.6 9.9 30 2.4 8.9 9.2 50 2.6 5.0 7.2 70 2.9 2.7 4.8 90 3.0 0 3.2 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 (3)在干旱和过强光照下,因为温度高,蒸腾作用强,植物气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消 耗光反应阶段生成的多余的　　　　　    ,光呼吸产生的　　　    又可以作为暗反应阶段的 原料,因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。 (4)1955年,科学家通过实验发现,对正在进行光合作用的叶片突然停止光照,短时间内会释放 出大量的CO2,并称之为“CO2的猝发”。某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前 吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率随时间变化趋势的示意图如图2(吸收或 释放CO2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的量)。突然停止光照时,短 时间内植物所释放的CO2的来源是　 　　　　　　　　　    。在光照条件下,该植物单位面积叶片光合作用固定的CO2总量是　　　　　 (用图形的面积表示,图中A、B、C表示每一块的面积大小)。 ATP和NADPH CO2 细胞呼吸释放的CO2和光呼吸释放的CO2 A+B+C 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨     (1)在光照条件下,细胞进行呼吸作用和光合作用的同时还进行光呼吸。 (2)RuBP(C5)可以与O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA(C3)和1分子PG(C2)。 (3)光呼吸消耗光反应产生的ATP和NADPH。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 解题思路    (1)在光照条件下,Rubisco催化RuBP(C5)与CO2生成PGA(C3)的过程是暗反应阶段 CO2的固定,场所是叶绿体基质。RuBP也可以与O2在Rubisco催化下生成1分子PGA(C3)和1分 子PG(C2),进行光呼吸,推测当O2含量较高时,即O2与CO2比值高时,有利于光呼吸而不利于光 合作用。(2)分析表格数据可知:当遮光比例为10%时,植物的净光合速率最大,即该条件下植 物积累的有机物最多。适当遮光可以提高叶绿素的含量使光合速率增强,同时适当遮光可降 低叶绿体中O2含量,抑制光呼吸,进而增强光合速率,因此遮光比例为10%时比不遮光条件下 积累的有机物多。(3)在干旱和过强光照下,因为温度高,蒸腾作用强,气孔大量关闭,CO2吸收 减少,暗反应速率降低,此时光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的ATP和NADPH,起到保 护叶绿体的作用。另外光呼吸产生的CO2又可以作为暗反应阶段的原料,提高暗反应速率,因 此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。(4)据图2可知,遮光一段时 间后,CO2释放速率趋于稳定,此时植物只进行呼吸作用,则B表示细胞呼吸释放CO2的量。突 然停止光照时,短时间内CO2释放量除了B外还有C,则C表示光呼吸释放CO2的量。由此可知, 突然停止光照,短时间内植物释放CO2的来源有细胞呼吸释放的CO2和光呼吸释放的CO2。在 光照条件下,细胞进行呼吸作用和光合作用的同时还进行光呼吸,该植物单位面积叶片光合 作用固定的CO2总量=A+B+C。 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 第三章　细胞中能量的转换和利用 第1讲　描述运动的基本概念 $$