2.光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动
(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动:细胞呼吸增强,A点下移;细胞呼吸减弱,A点上移。 (2)补偿点(B点)的移动
①细胞呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
②细胞呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
(3)饱和点(C点)和D点的移动:相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时, C点右移,D点上移的同时右移;反之,移动方向相反。 3.植物光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
(1)自然环境中一昼夜植物CO2吸收或释放速率的变化曲线
a点:凌晨,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。 b点:有微弱光照,植物开始进行光合作用。 bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。 e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
fg段:没有光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。 bf段:制造有机物的时间段。 ce段:积累有机物的时间段。
一昼夜有机物的积累量=S1-(S2+S3)。 (S1、S2、S3分别表示曲线和横轴围成的面积)。
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(2)密闭容器中一昼夜CO2浓度的变化曲线
(注意:分析光合作用或细胞呼吸速率的变化时,应分析曲线变化趋势的快慢,也就是斜率。) AB段:无光照,植物只进行细胞呼吸。
BC段:温度降低,细胞呼吸减弱(曲线斜率下降)。
CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度小于细胞呼吸强度。 D点:随光照增强,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
DH段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象。 H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度等于细胞呼吸强度。 HI段:光照继续减弱,光合作用强度小于细胞呼吸强度,直至光合作用完全停止。 I点低于A点:一昼夜,密闭容器中CO2浓度减小,即光合作用大于细胞呼吸,植物能正常生长(若I点高于A点,植物不能正常生长)。
命题点一 真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的分析
1.(2017·北京,2)某植物光合作用、细胞呼吸与温度的关系如下图。据此,对该植物生理特性理解错误的是( )
A.细胞呼吸的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 ℃
C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大 D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃ 答案 D
解析 由图可知,细胞呼吸的最适温度为50 ℃左右,光合作用的最适温度为30 ℃左右,A
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项正确;由最上图可知,植物体净光合作用的最适温度约为25 ℃,B项正确;在0~25 ℃范围内,总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大,说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大,C项正确;由图可以看出,当温度超过45 ℃时,净光合速率小于0,植物不能正常生长,D项错误。
2.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系,下列说法正确的是( )
A.图甲中,光照强度为b时,光合速率等于呼吸速率
B.图甲中,光照强度为d时,单位时间内细胞从周围吸收2个单位的CO2
C.图乙中,当光照强度为x时,细胞中产生ATP的场所有胞质溶胶、线粒体和叶绿体 D.图乙中,限制e、f、g点光合作用速率的因素主要是光照强度 答案 B
解析 分析甲图可知,光照强度为b时,CO2释放量和O2产生总量相等,都为3个单位,细胞呼吸释放的CO2首先供应叶绿体进行光合作用,剩余部分释放到外界,说明此时细胞呼吸大于光合作用,A项错误;光照强度为d时,水稻叶肉细胞光合速率大于细胞呼吸速率,光照强度为a时,CO2释放量即为细胞呼吸速率,则光照强度为d时,O2产生总量为8个单位,需要消耗的CO2也为8个单位,所以单位时间内需从外界吸收CO2为2个单位,B项正确;图乙中所示生物为蓝细菌,蓝细菌不含线粒体和叶绿体,C项错误;图乙中,限制g点光合作用速率的因素不是光照强度,可能是二氧化碳浓度及温度等,D项错误。 命题点二 光合作用与细胞呼吸曲线中“关键点”移动方向的分析
3.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃,如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变),理论图中相应点a、b、d的移动方向分别是( )
A.下移、右移、上移 C.上移、左移、上移 答案 C
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B.下移、左移、下移 D.上移、右移、上移
解析 图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知,当温度从30 ℃降到25 ℃时,细胞呼吸强度降低,a点上移;光合作用强度增强,所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多,d点上移。b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度,在25 ℃时细胞呼吸强度降低,光合作用强度增强,在除光照强度外其他条件不变的情况下要使光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等,需降低光照强度,即b点左移。
4.下图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合速率的影响。下列有关叙述错误的是( )
A.曲线中a点转向b点时,叶绿体中C3浓度降低 B.曲线中d点转向b点时,叶绿体中C5浓度升高 C.ab段影响光合速率的主要因素是光照强度
D.bc段影响光合速率的限制性因素可能是温度等其他条件 答案 B
解析 a点转向b点时,光反应增强能提供更多的还原氢和ATP用于C3的还原,故C3浓度会下降;d点转向b点时二氧化碳浓度增加,会有更多的C5用于二氧化碳的固定,故C5浓度会下降;ab段表示随光照强度的增强,光合速率增加,故光照是影响光合速率的主要因素;bc段光照强度已经饱和,温度等成为光合速率的影响因素。 命题点三 光合作用和细胞呼吸的日变化曲线分析
5.科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是( )
A.光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因 B.致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭 C.致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱 D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施 答案 B
解析 早晨太阳出来后光照强度不断增大,使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速
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上升,A项正确;大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降,主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2,使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降,而露地栽培的油桃在mn段Pn下降,是因为环境温度过高导致气孔关闭,不能吸收CO2,B项错误;15时以后,两种栽培条件下的光合速率持续下降,是光照强度逐渐减弱所致,C项正确;适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭,增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施,D项正确。
6.在天气晴朗的夏季,将用全素营养液培养的植株放入密闭的玻璃罩内放在室外进行培养。每隔一段时间用CO2浓度检测仪测定玻璃罩内CO2浓度,绘制成下图所示的曲线(水平虚线表示实验开始时玻璃罩内CO2浓度)。据图得出的判断不正确的是( )
A.d点和h点表示光合速率等于呼吸速率
B.bc段和ab段曲线斜率差异可能主要是温度造成的 C.光合速率最大值可能出现在h点 D.呼吸速率最小值可能出现在b点 答案 C
解析 图中d点和h点时,玻璃罩内的CO2浓度达到平衡,此时光合速率等于呼吸速率,A项正确;在夜间只进行细胞呼吸,但是ab段上升速率快,而bc段变缓,这是由于凌晨温度较低,细胞呼吸减弱,B项正确;h点时光合作用积累的有机物最多,但光合速率不是最大,C项错误;b点之前,CO2增加的速率快,b点之后,CO2增加的速率慢,因此呼吸速率最小值可能出现在b点,D项正确。
重温高考 演练模拟
1.(2017·海南,5)关于生物体内能量代谢的叙述,正确的是( ) A.淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成 B.人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化 C.叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程 D.硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量 答案 C
解析 淀粉是在淀粉酶的作用下被水解成葡萄糖的,该过程没有ATP的生成,A项错误;人体大脑活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化,B项错误;碳反应产生葡萄糖的过程需要光
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