考點四光合作用和細胞呼吸的影響因素及相關計算1．影響細胞呼吸因素相關的四類曲線2．關注光合作用3類影響因素曲線中的“關鍵點”(1)光照強度(2)CO2濃度①圖乙中A點的代謝特點為植物光合速率與細胞呼吸速率相等，此時的二氧化碳濃度為二氧化碳補償點，而圖甲中D點的二氧化碳濃度是植物進行光合作用時最小二氧化碳濃度，從D點才開始啟動光合作用。②B點和P點的限制因素：外因有溫度和光照強度等，內因有酶的數量和活性、C5的含量、色素含量等。(3)多因子影響上述圖1、2、3中的曲線分析：P點時，限制光合速率的主要因素應為橫坐標所表示的因子，隨著該因子的不斷加強，光合速率不斷提高。當達到Q點時，橫坐標所表示的因子不再是影響光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。3．聚焦自然環(huán)境及密閉容器中植物一晝夜氣體變化曲線(1)自然環(huán)境中一晝夜植物光合作用變化曲線①a點：凌晨低溫，細胞呼吸減弱，CO2釋放量減少。②開始進行光合作用的點：b點；結束光合作用的點：m點。③光合速率與呼吸速率相等的點：c、h點；有機物積累量最大的點：h點。④de段下降的原因是氣孔關閉，CO2吸收量減少，fh段下降的原因是光照強度減弱。(2)密閉容器中一晝夜CO2和O2含量的變化曲線①光合速率等于呼吸速率的點：C、E點。②若圖1中N點低于虛線，該植物一晝夜表現為生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度減少，即總光合量大于總呼吸量，植物生長。③若圖2中N點低于虛線，該植物一晝夜不能生長，其原因是N點低于M點，說明一晝夜密閉容器中O2濃度減少，即總光合量小于總呼吸量，植物不能生長。1．(2018·江蘇，18)下圖為某一植物在不同實驗條件下測得的凈光合速率，下列假設條件中能使圖中結果成立的是()A．橫坐標是CO2濃度，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度B．橫坐標是溫度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度C．橫坐標是光波長，甲表示較高溫度，乙表示較低溫度D．橫坐標是光照強度，甲表示較高CO2濃度，乙表示較低CO2濃度答案D解析隨著CO2濃度的增大，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，但由于凈光合速率最大時對應著一個溫度，即最適溫度，低于或高于此溫度，凈光合速率都將下降，所以無法確定在CO2濃度足夠大時，較高溫度下的凈光合速率高于較低溫度，A錯誤；植物進行光合作用存在最適溫度，高于最適溫度后，凈光合速率減小，所以隨著溫度升高，凈光合速率不應先升高后趨于穩(wěn)定，B錯誤；由于光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在相應光波長時，植物的凈光合速率存在峰值，不應呈現先升高后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，且光波長一定時，較高溫度下的凈光合速率不一定較高，C錯誤；隨著光照強度的增加，凈光合速率先增大后趨于穩(wěn)定，在光照強度足夠時，較高的CO2濃度下凈光合速率較大，D正確。2．(2022·湖南，17)將純凈水洗凈的河沙倒入潔凈的玻璃缸中制成沙床，作為種子萌發(fā)和植株生長的基質。某水稻品種在光照強度為8～10μmol/(s·m2)時，固定的CO2量等于細胞呼吸釋放的CO2量；日照時長短于12小時才能開花。將新采收并解除休眠的該水稻種子表面消毒，浸種1天后，播種于沙床上。將沙床置于人工氣候室中，保濕透氣，晝/夜溫為35℃/25℃，光照強度為2μmol/(s·m2)，每天光照時長為14小時。請回答下列問題：(1)在此條件下，該水稻種子______________(填“能”或“不能”)萌發(fā)并成苗(以株高≥2厘米，至少1片綠葉視為成苗)，理由是__________________________________________。(2)若將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強度為10μmol/(s·m2)，其他條件與上述實驗相同，該水稻______(填“能”或“不能”)繁育出新的種子，理由是____________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(3)若該水稻種子用于稻田直播(即將種子直接撒播于農田)，為防鳥害、鼠害減少雜草生長，須灌水覆蓋，該種子應具有____________特性。答案(1)能種子萌發(fā)形成幼苗的過程中，消耗的能量主要來自種子胚乳中儲存的有機物，且光照有利于葉片葉綠素的形成(2)不能光照強度為10μmol/(s·m2)等于光補償點，每天光照時長為14小時，此時光照時沒有有機物的積累，黑暗中細胞呼吸仍需消耗有機物，故全天沒有有機物積累；且每天光照時長大于12小時，植株不能開花(3)耐受酒精毒害解析(1)種子萌發(fā)形成幼苗的過程中，消耗的能量主要來自種子胚乳中儲存的有機物，因此在光照強度為2μmol/(s·m2)，每天光照時長為14小時，雖然光照強度低于光補償點，但光照有利于葉片葉綠素的形成，種子仍能萌發(fā)并成苗。(2)將該水稻適齡秧苗栽植于上述沙床上，光照強度為10μmol/(s·m2)等于光補償點，每天光照時長為14小時，此時光照時沒有有機物的積累，黑暗中細胞呼吸仍需消耗有機物，且每天光照時長大于12小時植株不能開花，因此該水稻不能繁育出新的種子。(3)該水稻種子用于稻田直播(即將種子直接撒播于農田)，為防鳥害、鼠害減少雜草生長，須灌水覆蓋，此時種子獲得氧氣較少，可通過無氧呼吸分解有機物供能，無氧呼吸產生的酒精對種子有一定的毒害作用，推測該種子應具有耐受酒精毒害的特性。思維延伸——判斷與填充(1)馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產生(2019·全國Ⅱ，2)(×)(2)(2020·全國，30節(jié)選)農業(yè)生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產量等目的。請回答：中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用(答出2點即可)。(3)(2019·北京，31節(jié)選)地球上生命活動所需的能量主要來源于光反應吸收的光能，在暗反應中，RuBP羧化酶(R酶)催化CO2與RuBP(C5)結合，生成2分子C3，影響該反應的外部因素，除光照條件外還包括溫度、CO2濃度(寫出兩個)；內部因素包括R酶活性、R酶含量、C5含量、pH(寫出兩個)。(4)(2018·全國Ⅰ，30節(jié)選)某植物夏日晴天中午12：00時葉片的光合速率明顯下降，其原因是進入葉肉細胞的CO2(填“O2”或“CO2”)不足。(5)(2018·全國Ⅲ，29節(jié)選)通常，與陽生植物相比，陰生植物光合作用吸收與呼吸作用放出的CO2量相等時所需要的光照強度低(填“高”或“低”)。(6)某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關于這一實驗現象的解釋是初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率(2022·全國乙，2)(√)題組一光合作用的影響因素1．某研究小組選用若干生長狀況相同的煙草，置于不同光照強度且其他條件適宜的環(huán)境中進行實驗，結果如圖所示。下列說法不正確的是()A．隨著光照強度增大，光合作用強度會不斷升高B．與弱光照相比，圖中強光照下葉綠素a的含量減少C．在光強200～800lux范圍內，光合作用強度大于呼吸作用強度D．該實驗過程中，光照強度改變不影響呼吸速率答案A解析在一定光照強度范圍內，隨著光照強度增加，光合作用強度升高，超出此范圍，光合作用強度不會升高，A錯誤；由圖可知，與弱光照下相比，強光照下葉綠素a的含量減少，B正確；在光照強度為200～800lux范圍內，凈光合速率大于0，所以光合作用強度大于呼吸作用強度，C正確；光照強度改變不影響呼吸速率，D正確。2．如圖為某植株在不同溫度(最適溫度為25℃)、一定光照強度(低于最適光照強度)的環(huán)境中，光合作用強度隨CO2濃度的變化曲線圖。下列相關敘述正確的是()A．M點對應條件下，該植株葉肉細胞吸收的CO2全部來自其自身線粒體B．25℃時，若光照強度增強，則N點將向左側移動C．P點對應條件下，兩種溫度下該植株光合作用固定的CO2的量相等D．H點和L點對應條件下，限制光合作用強度的環(huán)境因素相同答案B解析M點植物光合作用與呼吸作用相等，但由于植物還存在一些細胞不能進行光合作用，所以葉肉細胞光合作用大于呼吸作用，因此葉肉細胞吸收的CO2來自其自身線粒體和細胞外，A錯誤；P點對應條件下，兩種溫度下該植株光合作用吸收的CO2的量相等，但由于25℃的呼吸作用大于10℃，所以25℃固定的CO2大于10℃，C錯誤；分析題干信息“低于最適光照強度”，H點限制光合作用的因素主要是光照強度，但L點限制因素主要是溫度，D錯誤。3．氣孔是植物葉片特有的結構，在調節(jié)植物與環(huán)境之間氣體交換、水分擴散中發(fā)揮重要作用。干旱脅迫下甘草的光合指標變化如圖所示，以下說法不正確的是()A．氣孔導度通過影響胞間二氧化碳濃度，進而影響光合速率B．隨干旱脅迫程度加深，甘草葉片氣孔導度呈先升高后降低的變化趨勢C．輕度干旱條件下，植物生長速率低于對照組D．干旱脅迫下，氣孔導度與植物凈光合速率變化一致答案C解析由圖可知，輕度干旱條件下，植物的凈光合速率高于對照組，則植物生長速率高于對照組，C錯誤。題組二光合作用和細胞呼吸在生產實踐中的應用4．(2021·湖南，7)綠色植物的光合作用是在葉綠體內進行的一系列能量和物質轉化過程。下列敘述錯誤的是()A．弱光條件下植物沒有O2的釋放，說明未進行光合作用B．在暗反應階段，CO2不能直接被還原C．在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，葉片的光合速率會暫時下降D．合理密植和增施有機肥能提高農作物的光合作用強度答案A解析弱光條件下植物沒有氧氣的釋放，有可能是光合作用強度小于或等于呼吸作用強度，光合作用產生的氧氣被呼吸作用消耗完，此時植物雖然進行了光合作用，但是沒有氧氣的釋放，A錯誤；二氧化碳性質不活潑，在暗反應階段，一個二氧化碳分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3分子，在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原，因此二氧化碳不能直接被還原，B正確；在禾谷類作物開花期剪掉部分花穗，光合作用產物輸出受阻，葉片的光合速率會暫時下降，C正確；合理密植可以充分利用光照，增施有機肥可以為植物提供礦質元素和二氧化碳，這些措施均能提高農作物的光合作用強度，D正確。5．科研人員以甜瓜為對象，研究溫度和CO2濃度對甜瓜凈光合速率的影響，結果如圖所示。據圖分析，下列說法正確的是()A．甜瓜凈光合速率與環(huán)境溫度始終呈正相關B．26℃時，與1.2mL/LCO2濃度相比，1.4mL/LCO2濃度下葉綠體中C5含量高C．圖中凈光合速率的變化與光照強度有關D．26℃時，CO2濃度從1.2mL/L增至1.6mL/L的過程中，凈光合速率顯著上升可能與呼吸作用速率受到高濃度CO2濃度的抑制有關答案D解析在一定范圍內，甜瓜凈光合速率隨溫度升高而升高，但超過最適溫度，其凈光合速率隨溫度升高而下降，A錯誤；26℃時，隨CO2濃度升高，短期內C5的消耗速率加快而C5的生成速率不變，故與1.2mL/LCO2濃度相比，1.4mL/LCO2濃度下葉綠體中C5含量低，B錯誤；本實驗的自變量是溫度和CO2濃度，光照強度是無關變量，應相同且適宜，因此凈光合速率的變化與光照強度無關，C錯誤；CO2是光合作用的原料，CO2濃度為1.2～1.6mL/L時，CO2濃度增高，暗反應速率增大，光合作用合成有機物的速率增大；同時，CO2濃度高抑制呼吸作用，呼吸速率下降，凈光合速率顯著上升，D正確。6．下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是()A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣B．農作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用答案B