高考生物答题技巧题型06 光合作用与细胞呼吸大题（4大考向模型解题）（原卷版）Word（21页）

非选择题解题模板 题型06 光合作用与呼吸作用 考向1 光合呼吸曲线类（包括影响因素） 考向2 光合作用过程的判断 考向3 C3、C4、CAM 植物及光呼吸 考向4 呼吸作用过程及方式判断 （说明：模型解题+做题技巧+真题演练+迁移运用，全方位解透题型） 考向1 光合呼吸曲线类（包括影响因素） 曲线分析 位点移动 (1)A 点的移动:A 点代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A 点下移;反之,A 点上移。 (2)光补偿点的移动 ①呼吸速率增加,其他条件不变时,光补偿点应右移,反之左移。 ②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应右移,反之左移。 从关于光合作用与呼吸作用的历年多地高考题来看，这是一个比较成熟的考试内容，此类题 型属于高考非选择题中的高频考点，首先考生要熟悉掌握光合与呼吸作用的相关基础知识点 然后结合题干中的有效信息进行作答，此类非选择题中做题技巧包括识图，表格，图像，情 境信息及实验设计等体现综合能力比较强的一类简答题。 (3)光饱和点的移动 相关条件的改变(如增大CO2浓度)使光合速率增大时,光饱和点C 应右移(C'点右上移),反之C 应左移(C'点左下移)。  1.注意题干中的细节信息： 例如：(1)若题干中给出的信息是叶绿体吸收CO2或叶绿体释放O2的量,则该数据为总光合速 率。 (2)整株绿色植物净光合速率为0 时,叶肉细胞的光合作用强度大于细胞呼吸强度。  2.做题中要注意“关键词”来研究总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 （1）总(真正)光合速率 ①用CO2的量来衡量：“同化”、“固定”或“消耗” ②用O2的量来衡量：“产生”或“制造” ③用有机物的量来衡量：“产生”、“合成”或“制造” （2）净(表观)光合速率 ①用CO2的量来衡量：“吸收”、“减少” ②用O2的量来衡量：“释放”或“增加” ③用有机物的量来衡量：“积累”、“增加”或“净产生”  3.真正光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率  4.影响光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，内因有叶绿体中色素含量、酶的含量、酶 的活性等 例1（2023·广东·统考高考真题）光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时， 水稻野生型（WT）的产量和黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件 下ygl 产量更高，其相关生理特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加 时的光照强度；光补偿点：光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强 度。 水稻材 料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 分析图表，回答下列问题： (2)光照强度逐渐增加达到2000μmol m-2 s-1时，ygl 的净光合速率较WT 更高，但两者净光合 速率都不再随光照强度的增加而增加，比较两者的光饱和点，可得ygl WT（填“高于”、 “低于”或“等于”）。ygl 有较高的光补偿点，可能的原因是叶绿素含量较低和 。 (3)与WT 相比，ygl 叶绿素含量低，高密度栽培条件下，更多的光可到达下层叶片，且ygl 群 体的净光合速率较高，表明该群体 ，是其高产的原因之一。 (4)试分析在0~50μmol m-2 s-1范围的低光照强度下，WT 和ygl 净光合速率的变化，在给出的 坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上，分析图a 和你绘制的曲线，比较高光照强 度和低光照强度条件下WT 和ygl 的净光合速率，提出一个科学问题 。 例2（2023·辽宁·统考高考真题）花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个 品种的花生在不同实验条件下的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图 2）。回答下列问题： (3)在光照强度为500μmol·m2·s¹、无NaCl 添加的条件下，LH12 的光合速率 （填“大 于”“等于”或“小于"）HH1 的光合速率，判断的依据是 。在光照强度为1500μmolm2·s-1、NaCl 添加量为3．0g·kg¹ 的条 件下，HY25 的净光合速率大于其他三个品种的净光合速率，原因可能是HY25 的 含量高，光反应生成更多的 ，促进了暗反应进行。 1.通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果 实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。 处理 指标 光饱和 点 （klx） 光补偿 点 （lx） 低于5klx 光合 曲线的斜率 （mgCO2． dm-2．hr-1． klx-1） 叶绿素含量 （mg·dm-2 ） 单株光合 产量 （g 干 重） 单株叶光 合产量 （g 干 重） 单株果实 光合产量 （g 干 重） 不遮阴 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25 遮阴2 小时 35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21 遮阴4 小时 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的 曲线。 回答下列问题： (1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加 ，提 高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的 ；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低 ，使其在较低的光强度下就开始了有 机物的积累。根据表中 的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光 的效率越高。 2.图1 所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系（①～⑦表示代谢途径）。Rubisco 是光合 作用的关键酶之一，CO2和O2竞争与其结合，分别催化C5的羧化与氧化。C5羧化固定CO2合 成糖；C5氧化则产生乙醇酸（C2），C2在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化 循环。请都图回各下列问题 (3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO2浓度为0 和0.03%的条件下测定小室内CO2浓度 的变化，获得曲线a、b（图Ⅱ）。 ②曲线b，当时间到达t2点后，室内CO2浓度不再改变，其原因是 。 3.将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某 水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日 照时长短于12 小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1 天后，播 种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35 /25 ℃ ℃，光照强度为 2μmol/（s·m2），每天光照时长为14 小时。回答下列问题: (2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实 验相同，该水稻 （填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是 （答出两点即可）。 4.不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增加，光合速率增 大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对植 物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75 天，在第55 天、65 天、 75 天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2 和图3 所示。 【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。 回答下列问题： (1)图1 中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会 （填“减小”、“不变”或“增大”）。 考向2 光合作用过程的判断 1.光合作用过程 （1）光反应阶段：场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP 和NADPH 的生成； 光反应阶段：必须有光才能进行，反应部位在类囊体的薄膜上。在这个阶段，叶绿体中光合 色素吸收的光能首先将水分解成氧和H+。其中氧以分子形式氧气释放，H+与NADP+结合，形 成NADPH。NADPH 是活泼的还原剂，参与暗反应阶段的化学反应。光合色素吸收的另一部 分光能，在酶的作用下，使ADP 与Pi 反应形成ATP，用于暗反应。 （2）暗反应阶段：场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3 的还原，消耗ATP 和 NADPH。 暗反应阶段：需要多种酶参与，在有光、无光的条件下均可进行，反应部位在叶绿体基质中。 这个阶段绿叶通过气孔从外界吸收CO2，在特定酶（CO2固定酶）的作用下与C5（一种五碳 化合物）结合，这个过程叫作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成两个C3。在酶 的作用下C3 接受ATP 和NADPH 释放的能量，并且被NADPH 还原，一部分接受能量并被还 原的C3 经过一系列酶的作用转化为糖类，另一些接受能量被还原的C3 又形成C5，参与CO2 的固定。暗反应的实质是同化CO2，将活跃的化学能转化为稳定的化学能，储存在有机物中。 2.绿叶中色素的提取和分离实验 提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素 被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩 散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶 黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。 3.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。  (1)光合作用产生的H+不同于细胞呼吸产生的[H],其中光合作用产生的H+与氧化型辅酶 Ⅱ(NADP+)结合形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH),细胞呼吸产生的[H]是指氧化型辅酶Ⅰ(NAD+) 转化成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)。  (2)在光反应中,水分解为氧和H+的同时,被叶绿体夺去两个电子。电子经传递,可用于 NADP+与H+结合形成NADPH。  (3)在暗反应中,NADPH 既作为还原剂,也能为C3的还原提供能量。  (4)光反应产生的ATP 主要用于C3的还原。 例1（2023·全国·统考高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。 保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作 用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺．有研究发现，用饱和红光 （只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度 可达最大开度的60%左右。回答下列问题。 (2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是 。 (3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他 们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究 小组得出这一结论的依据是 。 例2（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该 叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。 (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分 离，可以采用的方法是 （答出1 种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中 类胡萝卜素主要吸收 （填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。 (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产 生糖，原因是 。 例3（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物， 冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花， 提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响， 结果如图。 回答下列问题。 (1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离 叶绿体色素获得的4 条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的 色素带位于第 条。 (2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。 1.叶片是给植物其他器官提供有机物的“源”，果实是储存有机物的“库”。现以某植物为 材料研究不同库源比（以果实数量与叶片数量比值表示）对叶片光合作用和光合产物分配的 影响，实验结果见表1。 表1 项目 甲组 乙组 丙组 处理 库源比 1/2 1/4 1/6 单位叶面积叶绿素相对含量 78.7 75.5 75.0 净光合速率（μmol·m－2·s－1） 9.31 8.99 8.75 果实中含13C 光合产物（mg） 21.96 37.38 66.06 单果重（g） 11.81 12.21 19.59 注：①甲、乙、丙组均保留枝条顶部1 个果实并分别保留大小基本一致的2、4、6 片成熟叶， 用13CO2 供应给各组保留的叶片进行光合作用。②净光合速率：单位时间单位叶面积从外界 环境吸收的13CO2 量。 回答下列问题： (1)叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙 醇作为提取液的依据是 。 (2)研究光合产物从源分配到库时，给叶片供应13CO2，13CO2 先与叶绿体内的 结合 而被固定，形成的产物还原为糖需接受光反应合成的 中的化学能。合成的糖分 子运输到果实等库中。在本实验中，选用13CO2 的原因有 （答出2 点即可）。 (3)分析实验甲、乙、丙组结果可知，随着该植物库源比降低，叶净光合速率 （填“升 高”或“降低”）、果实中含13C 光合产物的量 （填“增加”或“减少”）。库源比 降低导致果实单果重变化的原因是 。 2.植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2 浓度等因素。不同光 质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗 干重的影响如图乙所示。分组如下：CK 组（白光）、A 组（红光：蓝光=1：2）、B 组（红 光：蓝光=3：2）、C 组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。 回答下列问题： (2)由图乙可知，A、B、C 组的干重都比CK 组高，原因是 。由图甲、 图乙可知，选用红、蓝光配比为 ，最有利于生菜产量的提高，原因是 。 3.光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时，水稻野生型（WT）的产量和 黄绿叶突变体（ygl）的产量差异不明显，但在高密度栽培条件下ygl 产量更高，其相关生理 特征见下表和图。（光饱和点：光合速率不再随光照强度增加时的光照强度；光补偿点：光 合过程中吸收的CO2 与呼吸过程中释放的CO2 等量时的光照强度。 水稻材 料 叶绿素（mg/g） 类胡萝卜素（mg/g） 类胡萝卜素/叶绿素 WT 4.08 0.63 0.15 ygl 1.73 0.47 0.27 分析图表，回答下列问题： (1)ygl 叶色黄绿的原因包括叶绿素含量较低和 ，叶片主要吸收可见光中的 光。 4.花生抗逆性强，部分品种可以在盐碱土区种植。下图是四个品种的花生在不同实验条件下 的叶绿素含量相对值（SPAD）（图1）和净光合速率（图2）。回答下列问题： (1)花生叶肉细胞中的叶绿素包括 ，主要吸收 光，可用 等有机溶剂从叶片中提取。 5.不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对 植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物 叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+ 绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。 回答下列问题： (1)高等绿色植物叶绿体中含有多种光合色素，常用 方法分离。光合色素吸收的光能 转化为ATP 和NADPH 中的化学能、可用于碳反应中 的还原。 (2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2 浓度低，其原因是 。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2 可 知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被 光逆转。由图1 图2 可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、 Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞 ，细胞吸水，气孔开放。 (3)生产上选用 LED 灯或滤光性薄膜获得不同光质环境，用于某些药用植物的栽培。 红光和蓝光以合理比例的 或 、合理的光照次序照射，利于次生代谢产物的 合成。 6.某品种茶树叶片呈现阶段性白化：绿色的嫩叶在生长过程中逐渐转为乳白色，而后又恢复 为绿色。白化期叶绿体内部结构解体（仅残留少量片层结构）。阶段性白化过程中相关生理 指标检测结果如下图。回答下列问题： (1)从叶片中分离叶绿体可采用 法。 (2)经检测