考点三 光合作用与细胞呼吸的影响因素-【红对勾】2025年高考生物二轮复习讲与练

(1)实验条件下，该植物的呼吸速率为 gmol CO2·m2·s1.4时，该植物叶肉细 胞合成ATP的场所有 。6时， (3)研究人员又在适宜条件下用紫外线对该 该植物的净光合速率为零，此时叶肉细胞的 植物进行照射，随着紫外线照射时间的延长， 光合速率 (填“>”“=”或“<”)呼吸 该植物叶片气孔导度逐渐下降，但胞间CO 速率。10时，限制该植物净光合速率的环境 浓度整体呈现上升趋势，原因可能是 因素和内部因素分别是 (各答出一点)。 (2)12时，突然将植物移入黑暗环境中，短时 间内，该植物叶肉细胞中的叶绿体内C3的含 量将 (填“增加”“不变”或“减少”)。 下午2时，光照强度达到当天最大值，但净光 除了用于光合作用，光还作为 (填 合速率却有所下降，原因是 “信号”或“能量”)被植物体中光敏色素捕获， 进而调控植物的生长发育。 考点三 光合作用与细胞呼吸的影响因素 点拔(1)O2不仅影响细胞呼吸的强度，还影响细 主千 整合 胞呼吸的类型。 023 1.影响细胞呼吸的因素 (2)果蔬、种子储存除需低氧、零上低温等条件外，果 原理：温度影响酶的活性 蔬储存要求保持一定的空气湿度，而种子储存则要 温度 →0℃以上低温 求干燥环境。 应用：低温储存果蔬：大 棚夜间降温，减少 2.影响光合作用的因素 温度 有机物 P点限制因素—外因：温度、CO,浓度等： 内因：色素含量、酶的数量和活性 原理：C02反馈性抑制 光照 影 CO浓度 细胞呼吸 强度识 响 应用：增加CO,浓度或 原理：影响光反应阶段 的生成 细 C0,浓度 窖藏储存果蔬 0 光照强度 胞 影 02浓度为0：只进行无氧呼吸 吸 光 原理：影响暗反应中C的生成 合 果蔬最佳储存点→标志为“总C02 CO, 因 作 释放量最低” 浓度 B... P点限制因素一外因： 用 光照强度： 素 O2浓度 8 的 内因：酶的数量和活性、 无氧呼吸消失点 因 C0,浓度 色素含量，C,的含量 0510152025300,浓度/% 素 为减少有机物消耗，宜将种子风干 光合作用最适温度 长期浸入水中可因无氧呼 温度 含水量 吸产生毒害作用 原理：通过影响酶的活性 来影响光合作用 酒精可导致植物变 也可影响气孔的关闭程度， 含水量 “黑”或腐烂 温度 从而影响对CO,的吸收 第一部分 专题突破一闭 3.自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化 曲线 题组训练9 (1)自然环境中植物一昼夜CO2的吸收速率 题组1〉考查影响细胞呼吸和光合作用的因素 变化曲线 1.(2024·湖北卷)植物甲的花产量、品质（与叶 黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。 研究人员用不同光照处理植物甲幼苗，实验 结果如下表所示。下列叙述正确的是( ) 20 24时间h 花的叶 鲜花累计 8 首次开 茎粗 组别光照处理 黄素含 平均产量 点拨(1)a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释 花时间 (mm) 量(g/kg) (kg/hm2) 放量减少。 光照8h ① 7月4日 9.5 2.3 13000 (2)开始进行光合作用的点：b点；结束光合作用的 黑暗16h 点：m点。 光照12h/ (3)光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点；有机物 © 7月18日 10.6 4.4 21800 黑暗12h 积累量最大的点：h点。 光照16h (4)de段下降的原因是午间温度过高，部分气孔关 ⊙ 7月26日 11.5 2.4 22500 黑暗8h 闭，CO2吸收量减少；h段下降的原因是光照强度 减弱。 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花， 024 (2)密闭容器中植物一昼夜CO2和O2含量的 且产量最高 变化曲线 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长 呈负相关 谢 C.综合考虑花的产量和品质，应该选择第② 8 组处理 时间 图1 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 M 归纳总结0 胁迫（逆境）对光合作用的影响 时间 胁迫可分为生物胁迫和非生物胁迫两大类。非 图2 生物胁迫主要有水分（干旱和淹涝）、温度（高温和低 [点拨(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。 温)、盐碱、环境污染等理化逆境，生物胁迫主要包括 (2)若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为 病害、虫害、杂草等。 生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容 非生物胁迫的主要类型的影响原理及主要表现： 器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量（净 类型 影响原理 主要表现 光合量大于0)，植物能生长。 低温逆境和高温逆境 叶绿体的结构和酶的 (3)若图2中N'点低于虚线，该植物一昼夜不能生 主要通过影响酶的活 功能受到破坏；引起 长，其原因是N'点低于M'点，说明一昼夜密闭容器 温度 性和气孔开放程度来 气孔关闭，影响CO。 中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量（净光合 影响光合作用 的吸收 量小于0)，植物不能生长。 ☑一红团勾讲与练·高三二轮生物★ D.Ca+影响ADH、LDH的活性，减少乙醛和 续表 乳酸积累造成的伤害 类型 影响原理 主要表现 题组2〉综合考查光合作用和细胞呼吸 水分胁迫包括干旱和水淹两种情况。干旱时 3.(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历 气孔关闭，影响CO2的吸收而影响暗反应， 水分 史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并 进而影响光合作用；农作物被水淹时，根细胞 在实践中应用。生产和生活中常采取的一些 进行无氧呼吸产生酒精，对细胞造成毒害 措施如下。 矿质营养对光合作用的影响主要包括：①影 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条 响叶绿体中物质和结构的形成，如叶绿素 件下存放 机 (Mg2+);②盐胁迫影响根系吸水，进而影响 盐 气孔开放程度；③重金属盐会影响叶绿素的 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼 合成和光合作用有关酶的活性 苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适 2.(2024·福建福州三模)乙醇脱氢酶(ADH)、 当风干处理后储藏 乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控 关键酶，其催化的代谢途径如图1所示。为 制每天光照和黑暗的相对时长 探究Ca+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行 作用的影响，研究人员设计丙组为实验组， 距、株距合理 甲、乙均为对照组，其中甲组是正常生长的幼 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地 苗，部分实验结果如图2所示。下列说法正 上隔行种植两种高矮不同的作物 确的是 025 关于这些措施，下列说法合理的是 ( 丙酮酸 A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作 LDH 酶 物开花的关系 →CO, 乙醛 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 ADH C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合 NAD NADH →NAD 作用 乳酸 乙醇 D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子 图1 的呼吸作用强度 4.(2023·北京卷)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 40 20 7501 40 高光强 乙 丙 30 图2 20 A.丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣 10 低光强 椒幼苗进行淹水处理 0 CP B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用 8-1o CP 10 2030 40 NADH的能量合成ATP 叶温/℃ C.辣椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无氧 A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而 呼吸产物仅有乳酸 下降的原因是呼吸速率上升 第一部分 专题突破一闭 B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高 叶绿素 叶片 气孔导度 胞间CO2 Rubisco 净光合 与光合酶活性增强相关 含量 种植模式 灼伤 (mol· 浓度(mol· 活性(nmol· 速率(mol (mg C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光 指数 m-2, mol-1) min 1·g m2 .s- 合作用 生姜单作 79 2.82 90.27 4.27 9.13 7.23 D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值 (CK) 最大 生姜单作 19 3.1 136.28 3.72 11.13 11.03 遮阴(CK1 归纳总结0 生姜与柑橘 21 3.34 141.27 3.36 11.17 10.92 光合作用与细胞呼吸在生产生活实践中的应用 间作(C1) 合理施肥 (1)生姜植株叶肉细胞通过 无机肥料（氮肥、钾肥等）： 中耕松土 扩大叶面积、增加叶绿素 ①可增加土壤透气性，增强农 的色素吸收光能，光能在叶绿体中的转化过 含量、延长光合时间，提 作物根部细胞有氧呼吸 程为 高光合强度，增加光合产 ②促进好氧微生物活动和养 物积累 分有效化，去除杂草，促使根 (用文字和箭头表示)。 有机肥料（秸秆、粪尿等）： 系伸展，调节土壤水分状况 (2)在7一8月观察CK模式下生姜植株，发现 被土壤微生物分解后，不 合理密植 仅提供矿质元素，还提供 其叶片出现发黄、叶尖枯萎的现象，推测其主 C02,促进光合作用，提高 作物密度要适当，行距、株 产量，还可改善土壤结构 距要合理 要原因是 轮作 充分利用光能和土壤中矿质 俗称换茬，如小麦收割后 元素：有利于作物后期通风， 种植玉米 提高农田C0,的含量 (3)上述数据表明，与柑橘间作能有效地提高 延长了有限土地面积的 间作 生姜产量，从光合作用暗反应角度分析其原 年有效光照时间，从而提」 通常是将长势较高的喜阳作 026 因是 高了光能利用率：调节土 物与较矮的喜阴作物进行搭 壤矿质元素含量 配，如玉米和大豆间作 套种 增加单位土地的有效光合面 在前季作物生长后期的株 积，提高光能利用率，提高土 与CK1模式相比，生姜与柑橘间作的好处还 地资源利用率 行间播种或移栽后季作物 有 (至少 的一种种植模式 温室大棚 答出两点)。 不仅能阶段性地充分利用 具有透光、保温的作用 空间，更重要的是延长了 温室大棚所用的塑料薄膜 (4)Rubisco活性受到RCA(Rubisco活化酶) 后季作物的生长期，增加 应选用无色透明薄膜：大棚 了光能利用率，提高了年 的调节，在高温、强光下RCA活性极易受抑 内每天要适时、适量通风， 总产量 可以起到降温、排湿的作用， 制，为了缓解高温、强光胁迫造成生姜减产， 同时维持空气中必要的CO, 可通过蛋白质工程对RCA进行改造，所需步 浓度 骤有预期RCA的功能→ 5.（2024·江西赣州二模)生姜是原产热带、亚 →推测应有的氨基酸序列→ 热带的林下作物，喜温暖、怕强光，夏季常采 →获得高温、强光下活 用遮光棚遮阴。研究人员尝试将生姜与喜光 性较稳定的RCA。 高位植物柑橘间作，测定不同种植模式下生 姜叶片相关光合参数和酶活性(Rubisco:催化 C与CO2反应的酶)，结果如表。回答下列 请完成课时作业2 问题： ☑一红团勾讲与练·高三二轮生物★的CO2之和，故随着紫外线照射时间 低温诱导促使植物开花的作用，称为 并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基 的延长，该植物叶片气孔导度逐渐下 春化作用。措施②反映了低温与作物 因)或合成新基因→获得所需蛋白质。 降，但胞间CO,浓度整体呈现上升趋 开花的关系。控制光照时间可以调控 链接高考（二）命题热点 一光呼 势。光除了用于光合作用，还可作为 植物的花期，使植物提前或延后开花 吸与光抑制，C3、C4和CAM途径 信号被植物体中光敏色素捕获，进而 措施④反映了昼夜长短与作物开花的 调控植物的生长发育。 关系，A合理。措施③可以降低种子 链接真题 1.(1)3-磷酸甘油醛蔗糖韧皮部（或 考点三光合作用与细胞 中的自由水含量，使细胞呼吸速率降 呼吸的影响因素 低，以降低有机物的消耗；措施⑤可以 输导组织) 提高植株间的二氧化碳浓度等，进而 (2)高于①在干旱、高光照强度环境 主干整合 提高光合速率，其主要目的不是降低 下，水稻关闭大部分气孔，CO2的吸收 1.消耗有氧呼吸无氧呼吸 有机物消耗，B不合理。措施⑤⑥的主 减少，而玉米的PEPC酶对CO,的亲 2.NADPH、ATP温度 要目的是促进作物的光合作用，措施 和力更大，提高了玉米固定CO,的能 题组训练 ②反映了低温与作物开花的关系，其 力，可以为暗反应提供足够的CO2; 1.C由表可知，三组中，第①组首次开 主要目的不是促进作物的光合作用，C ②水稻中的Rubisco酶在CO2吸收减 花时间最早，说明第①组处理有利于 不合理。措施①③的主要目的是降低 少时，催化RuBP与O2反应进行光呼 诱导植物甲提前开花，但在三组中鲜 呼吸作用强度，措施④反映了昼夜长 吸，从而使水稻暗反应固定的CO2减 花累计平均产量最低，A错误；由题可 短与作物生长的关系，其主要目的不 少，而玉米的光呼吸较弱甚至没有； 知，植物甲的花品质与叶黄素含量呈 是降低呼吸作用强度，D不合理。 ③玉米的光合产物可以通过维管束鞘 正相关，根据表格数据分析，第①组光 4.CCO,吸收速率代表净光合速率，低 细胞及时转移，从而提高光合速率 照处理中的黑暗时长最长，花的叶黄 光强下，CO2吸收速率随叶温升高而 (3)①光合色素含量的限制：②与光合 素含量最低，而第③组光照处理中的 下降的原因是呼吸速率上升，需要从 作用有关的酶的含量和活性的限制： 黑暗时长最短，但花的叶黄素含量却 外界吸收的CO2减少，A正确；在高光 ③在光饱和条件下，水稻的光呼吸较 不是最高的，说明植物甲花的品质与 强下，M点左侧CO2吸收速率升高主 强，限制其光合速率 光照处理中的黑暗时长不是呈负相关 要原因是光合酶的活性增强，B正确： 解析：(1)玉米和水稻的卡尔文循环过 的，B错误；由表可知，第②组光照处理 CP点代表呼吸速率等于光合速率，此 程相同，分析题图可知，玉米卡尔文循 的花的叶黄素含量最高，植物甲的花 时植物可以进行光合作用，C错误；图 环的第一个光合还原产物是3-磷酸甘 品质最好，第③组光照处理的鲜花累 中M点处CO,吸收速率最大，即净光 油醛。3-磷酸甘油醛在叶绿体中被转 计平均产量最高，说明植物甲的花产 合速率最大，也就是光合速率与呼吸 化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖， 量最高，综合考虑花的产量和品质，应 速率的差值最大，D正确。 蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运 该选择第②组处理，C正确：由表可知， 5.(1)类囊体薄膜光能→ATP和 输到植株各处。(2)千旱、高光照强度 第②组光照处理的花的叶黄素含量最 NADPH中活跃的化学能→有机物中 时会导致植物气孔部分关闭，吸收的 高，但鲜花累计平均产量却不是最高， 稳定的化学能 CO2减少，而玉米的PEPC酶对CO 说明植物甲花的产量不是最高，所以 (2)在CK模式下，7一8月光照过强， 的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉 植物甲花的叶黄素含量与花的产量不 叶片灼伤指数高，叶绿素含量减少 米能通过PEPC酶生成C,,使雏管束 是呈正相关的，D错误。 (3)与柑橘间作的生姜叶片气孔导度 鞘内的CO2浓度高于外界环境，抑制 2.D本实验的目的是探究Ca+对淹水 增大、Rubisco活性提高，有利于吸收 玉米的光呼吸；且玉米能将叶绿体内 处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影 和固定更多的CO2,促进暗反应，净光 的光合产物通过雏管束鞘细胞及时转 响，实验的自变量是Ca+的有无，丙组 合速率增大，因此产量提高充分利 移。因此在千旱、高光照强度环境下，玉 为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲 用光能、提高土壤利用率、提高种植经 米的光合作用强度高于水稻。(3)将蓝 组是正常生长的幼苗，图示甲组的 济效益 细菌的CO2浓缩机制导入水稻，只是 ADH和LDH活性最低，乙组的LDH (4)设计预期的RCA结构找到并改 提高了叶绿体中CO2浓度，而植物的 活性最高，则丙组的处理方式是选择 变相对应的RCA基因 光合作用强度受到很多因素的影响，则 生长状态一致的辣椒幼苗加入Ca+进 解析：(1)叶肉细胞通过类囊体薄膜上 在光饱和条件下水稻的光合作用强度 行淹水处理，A错误；丙酮酸生成乳酸 的色素吸收光能，光能在叶绿体中的 无明显变化的原因可能是受光合色素 或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段， 转化过程为光能→ATP和NADPH中 含量的限制，受与光合作用有关的酶的 该阶段不产生ATP,B错误；由题可 活跃的化学能→有机物中稳定的化学 含量和活性的限制及光饱和条件下，水 知，乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶 能。(2)78月温度较高、光照过强， 稻的光呼吸较强，限制其光合速率等。 (LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键 当生姜单作时，由表格可知叶片灼伤2.(1)光、H蛋白CO,浓度、温度、水 酶，而图2显示乙醇脱氢酶(ADH)、乳 指数较高，易导致叶尖枯萎；叶绿素含 分、无机盐（答出2个因素即可） 酸脱氢酶(LDH)活性均大于0，说明辣 量显著降低，导致叶片变黄。(3)从暗 (2)不能突变体PSⅡ系统损伤小但 椒幼苗在淹水条件下，其根细胞的无 反应角度分析其原因有两方面，一是 不能修复，野生型PSⅡ系统损伤大但 氧呼吸产物有乳酸和酒精，C错误：由 气孔导度增加，吸收的C。,增加；二是 能修复 图可知，与乙组相比，丙组的ADH活 Rubisco活性提高，CO,固定的速率加 (3)少突变体NPQ强度高，PSⅡ系 性较高，可促进乙醛转化成乙醇，而丙 快。因此暗反应速率加快，光合作用 统损伤小，虽然损伤不能修复，但是 组的LDH的活性稍低，说明淹水条件 加快，产量提高。与生姜单作遮阴相 PSⅡ活性高，光反应产物多 下，适当施用Ca+可减少根细胞无氧 比，生姜与柑橘间作可以充分利用光 解析：(1)据题意并结合题图分析可 呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减 能、提高土壤利用率、提高经济作物的 知，实验的自变量有光和H蛋白；该实 轻其对根细胞的伤害，D正确。 产量等。(4)蛋白质工程的步骤：从预 验的无关变量中影响光合作用强度的 3.A有些植物在生长期需要经历一段 期蛋白质功能出发→设计预期蛋白质 主要环境因素有CO2浓度、温度、水分 时期的低温之后才能开花，这种经历 结构→推测应有的氨基酸序列→找到 等。(2)据图分析，强光照射下突变体 -253- 参考答案一匙