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1、专题四光合作用和细胞呼吸考向预测1.由五年的考频可以看出本专题在全国卷高考中考查的频度很高。主要考查的内容有光合作用和呼吸作用它们的影响因素、速率变化、物质和能量的变化、物质检测、相关计算、实验分析。2在题型方面，非选择题和选择题都有，但非选择题较为突出；在命题形式方面，多以文字题、图标题的形式呈现。多数情况下，高考的四道非选择题有一道出在本专题且常结合生产实际进行综合考查，多数题目通过文字、坐标图或表格给出一定的信息，对学生的能力要求也较高。32018年的考纲无变化，备考时对光合作用的过程、各类环境因素对光合作用的影响、细胞呼吸的类型和过程要作为重点复习，还要重视光合作用和细胞呼吸的综合，重
2、视光合作用和细胞呼吸知识与生产实际的联系。知识框架知识与技巧的梳理考点1光合作用与细胞呼吸的过程及内在关系1光合作用和细胞呼吸的过程图解例1.如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化情况(均考虑为有机物的重量变化)的操作流程及结果。据图分析回答问题：(1)由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为_，总光合速率可表示为_。(2)恒定在上述_温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了_mg。【解题思路】(1)从图中分析可知，无光处理1 h叶片重量减少的量表示呼吸作用消耗的有机物的量，该植物的呼吸速率可表示为X mg/h，光照处理1 h重量增加的量表示净光合作用积累的有机物
3、的量，即XY代表净光合速率、Y2X代表实际光合速率。(2)在如图所示实验中，要使植物叶片增重最多，则净光合速率呼吸速率的差值最大，而X代表呼吸速率，YX代表净光合速率，则要求Y最大时，即温度14。若只是持续给予10小时光照，则该温度下，每小时的净光合速率：YX325mg，因此该植物叶片增重51021030 mg。【答案】（1）X Y2X （2）14 30 与光合作用和细胞呼吸相关的计算技巧技巧方法(1) 光合作用与细胞呼吸各量关系的分析方法光合作用所需CO2的来源有两个：细胞呼吸产生的，从周围空气中吸收的(若是沉水植物，则是从周围的水中吸收的)。光合作用释放O2的去向有两个：细胞呼吸、释放到周
4、围的空气中(当光合速率大于呼吸速率时)。光合作用制造(等同生产、合成)的葡萄糖的去向有两个：细胞呼吸消耗、积累(当光合速率大于呼吸速率时)。在光照下光合作用与呼吸作用同时进行时，光合作用实际产氧量实测的氧气释放量呼吸作用耗氧量；光合作用实际二氧化碳消耗量实测的二氧化碳吸收量呼吸作用二氧化碳释放量；光合作用葡萄糖净产量光合作用实际生产葡萄糖的量呼吸作用消耗葡萄糖的量。(2)看懂数据及其相互关系是解题的关键文字叙述式：利用一段文字直接给出有关数据；表格式：在表格中给出相关数据；坐标曲线式(有时加有方格，是为了准确识别有关数据，1个方格代表一定的变化量)，利用坐标系中的曲线所表示的数值来代表CO2、
5、O2的吸收或释放的量。2光合作用和细胞呼吸中物质和能量的变化关系例2.如图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图，下列叙述正确的是()A.CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能B.CO2可直接被H还原，再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5D.光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高【解题思路】CO2的固定指的是C5与CO2在酶的作用下结合形成C3的过程，该过程不消耗ATP，A错误；CO2比较稳定，只有与C5结合形成C3后，才能被H还原，B错误；被H还原的C3在相关酶的作用下，有的转化成糖类等有机物，有的重新转化成C5，C正确；光照强度
6、减弱时，光反应产生的H和ATP减少，致使C3的还原速率减慢，进而导致C5的来源减少，而短时间内CO2与C5结合形成C3的速率不变，即短时间内C5的含量会下降，D错误。【答案】C物质含量变化分析策略技巧方法(1)分析方法：需从物质的生成和消耗两个方向综合分析。示例：CO2供应正常，光照停止时C3的含量变化(2)特别提醒：各物质含量变化是短时间的；记住C5、H、ATP含量变化一致，且都与C3含量变化相反。考点2光合作用与细胞呼吸的影响因素及应用3解读净光合速率和真光合速率(1)光合速率与呼吸速率的常用表示方法(2)光合作用和细胞呼吸综合曲线解读绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的
7、数值为呼吸速率(A点)。绿色组织在有光条件下，光合作用与呼吸作用同时进行，测得的数值为净光合速率。总光合速率净光合速率呼吸速率。关系图解分析A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合量小于0，如图甲所示。AB段：真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，如图乙所示。B点：真正光合速率等于呼吸速率，净光合量等于0，如图丙所示。B点以后：真正光合速率大于呼吸速率，净光合量大于0，如图丁所示。4透析一昼夜中植物代谢强度变化的3个曲线(1)图甲中BC段变化原因：由于温度下降，呼吸酶活性降低，CO2释放量有所下降，相当于图乙中的ab段。(2)图甲中CD段，光合作用强度小于呼吸作用强度，相当于图乙中的c
8、d段。光合作用开始的点为图甲中为C点，图乙中为c点。(3)图甲中DF段，光合作用强度大于呼吸作用强度，拐点D表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于图乙中d点，图丙中n点。(4)图甲中FG段曲线下降趋势变缓的原因：正午时分，由于部分气孔关闭，CO2进入细胞减少。GH段罩内CO2浓度继续下降，说明光合作用强度仍大于呼吸作用强度；18时，罩内CO2浓度最低，此时植物体内积累的有机物最多，罩内O2浓度最高。拐点H表示光合作用强度等于呼吸作用强度，相当于图乙中h点，图丙中m点。图乙中ef段与gh段都是下降趋势，但原因不同：ef段气孔部分关闭，CO2供应不足；gh段光照强度逐渐减弱。(5)图甲中18时后
9、，光线越来越弱，罩内CO2浓度开始增加，说明呼吸作用强度大于光合作用强度；判断一昼夜植物体内有机物积累的依据是I点时二氧化碳浓度低于A点。图丙中一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为ACB。例3. 某科研小组为研究温度变化对某栽培植物生长的影响，在光照、CO2浓度及其他外界条件适宜且恒定的条件下，测得植物叶肉细胞净光合速率及在黑暗条件下呼吸速率的相对值如下表；在不同温度下该植物叶肉细胞间的CO2浓度相对值如图所示。请分析回答：(1)表中数据表明：该植物在温度为_，光合产物的积累最快；温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同，其原因是_。(2)在40条件下，该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应
10、处在图中的_点，判断依据是_。图中d点时，叶肉细胞所处的温度是_(填表中温度)。(3)每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，该植物能长期正常生长的温度为_(填表中温度)。理由是_。【解题思路】(1)净光合速率最大时，光合产物的积累最快，此时对应的温度是表中的30。表中数据显示：40时呼吸速率的相对值最大，说明呼吸酶的最适温度是40左右；实际光合速率净光合速率呼吸速率，分析表中各温度下的数据可知，30时，实际光合速率为53.58.5，高于其他温度，说明光合酶的最适温度是30左右，综上所述，光合酶和呼吸酶的最适温度不同，所以温度对叶肉细胞光合作用和呼吸作用的影响不完全相同。(2)在40条件下，净
11、光合速率相对值为零，说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率，叶肉细胞无CO2的吸收和释放，所以该植物叶肉细胞的胞间CO2浓度应处在图中的c点。图中d点时，胞间CO2的相对值最高，说明净光合速率的相对值最小，所以叶肉细胞所处的温度是45。(3)只有一昼夜有机物积累，植物才能正常生长。若每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，则该植物有机物积累量净光合速率12呼吸速率12(净光合速率呼吸速率)12，据此分析表中数据可知：在25和30时，24 h内有机物积累量均大于零，该植物能长期正常生长。【答案】（1）30 光合成酶和呼吸酶的最适温度不同 （2）c 因40条件下光合作用速率等于呼吸作用速率，叶肉细胞
12、无CO2的吸收和释放 45（3）25和30 24 h内有机物的积累量大于零 光合作用和呼吸作用曲线图像题解题方法技巧技巧方法解答与呼吸作用、光合作用相关的图解信息题应特别关注如下信息：(1)快速确认曲线图中“总光合速率”与“净光合速率”：若光照强度为“0”时，CO2吸收量(或光合速率)从“0”开始，则描述指标为“总光合速率”，若CO2吸收量从负值开始，则描述指标应为净光合速率。（2）光照强度为“0”意味着光合作用不能进行，此时气体变化量全由细胞呼吸引起，可作为呼吸强度指标。（3）光照下吸收CO2量应为净光合量。（4）光照培养阶段，密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用消耗与呼吸作用释放间的“差
13、值”，切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。（5）答题时务必关注题干信息中诸如“恒温”“最适温度”等关键信息。考点3光合作用与细胞呼吸的相关实验5色素提取、分离6注意事项及原因分析7提供无氧环境的实验装置(1)图1用水隔绝空气。(2)图2用石蜡或油膜密封玻璃容器，隔绝液体与空气。8与CO2相对含量有关的实验装置(1)图3容器内的碳酸氢钠可放出CO2，保持容器内CO2浓度相对恒定，使容器内的植物能够长时间进行光合作用。(2)图4在容器中加入NaOH溶液，可以除去容器中的CO2，减弱容器中植物的光合作用，或降低容器内的压力，引起玻璃管中液滴的移动。(3)图5中NaOH可以除去空气中
14、的CO2，澄清的石灰水能够检验气体中是否存在CO2。9测定呼吸速率和光合速率(1)在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的氧气吸收量(即空气中O2的减少量)或二氧化碳释放量(即空气中CO2的增加量)直接反映呼吸速率。(2)在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映表观光合速率或称净光合速率，它们之间的关系为：真正光合速率净光合速率呼吸速率。(3)呼吸速率和表观光合速率的测定方法(4)物理误差的校正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的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。例4.如图是某生物兴趣小组将单细胞绿藻置于密闭容器内，探究温度对绿藻代谢影响的实验示意图。实验中可以根据毛细管中红色液滴的移动，读出容器内氧气体积的改变量。实验测得不同温度下的相关数据记录在表格中。(说明：培养液中加有缓冲物质，不考虑pH的变化)温度()510152025303540适宜光照mL/h0411182622139黑暗mL/h24711162328
