1、步步高版高考生物一轮复习 第三单元 细胞的能量供应和利用 第11讲 光与光合作用新人教版第11讲 光与光合作用（）考点一影响光合作用的因素1.光合作用强度(1)含义：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。(2)两种表示方法一定时间内原料的消耗量。一定时间内产物的生成量。2.影响光合作用强度的因素(1)空气中CO2的浓度。(2)土壤中水分的多少，温度的高低。(3)光照的长短与强弱，光的成分。诊断与思考1.判断下列说法的正误(1)与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短()(2)生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合速率未随之增加，主要限制因素是光反应()(3
2、)延长光照时间能提高光合作用强度()(4)植物体从土壤中吸收的水分主要用于光合作用()2.说出光照强度、CO2浓度、温度影响光合作用强度的原理。提示光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率；CO2浓度是通过影响暗反应制约光合速率；温度是通过影响酶的活性来影响光合作用。3.解读光照强度影响光合作用强度的曲线A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度AB段光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度B点光补偿点，即光合作用强度细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用BC段随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼
3、吸强度C点光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加4.解读CO2浓度影响光合作用强度的曲线A点光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点A点进行光合作用所需CO2的最低浓度B和B点CO2饱和点，即继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加AB段和AB段在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大5.解读温度影响光合作用强度的曲线AB段在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点酶的最适温度，光合速率最大BC段随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50_左右光合速率几乎为零6.举例说明光照强度、温度、CO2浓度对光合速率的应用。提示(1)光照强度：间作套种时农作物的种类搭配；林
4、间带树种的配置；冬季温室栽培等。(2)温度：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。(3)CO2浓度：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。题组一光照强度、CO2浓度、温度等因素对光合作用强度的影响1.下图表示光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响。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
5、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，光合作用强度增加，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。2.下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系，请据图回答下列问题：(1)图甲表示在光照弱的情况下，光合作用随_的增加成正比增加，这种情况下，可以认为此时主要影响光合作用的_阶段。(2)从图甲可见，光照强度超过某一强度时，光合作用速率不再增加，且有稳定发展的趋势，这种变
6、化主要决定于_，此时光合作用的_阶段受到限制。(3)图乙中C点表示光照强度为B时，植物生长的_，出现CD段的原因是_。(4)请在图甲中绘制50 时植物光合作用速度变化的曲线。(5)根据图甲，在图乙绘制光照强度为A时，不同温度下光合作用速率变化曲线。答案(1)光照强度光反应(2)温度暗反应(3)最适温度酶活性降低，光合作用速率降低(4)如图1(5)如图2解析光合作用速率受光照强度、温度和CO2浓度等影响，本题只研究了光照强度和温度对植物光合作用的影响，由甲图可以看出，光照弱时，光合速率随光照强度的增加而上升，此时外界条件主要影响光反应，而与温度无关。而当光照强度超过某一值时，温度又成了限制因素。
7、由图乙可以看出，在50 时光合速率大于20 而小于30 ，可在图甲中相应画出，由图甲看出，在光照强度为A时，光合速率与温度变化无关，可在图乙中相应画出。题组二其他因素对光合速率的影响3.如图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线、分别为降雨后第2、8、15天测得的数据。若光照强度的日变化相同，则据图判断不正确的是()A.在水分充足时桑叶没能出现“午休”现象B.曲线双峰形成与光照强度的变化有关C.导致曲线日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度答案C解析曲线为降雨后第2天(水分充足)测得的数据，曲线没有出现“午休”现象，A项正确；曲线和曲线分别是降雨后第
8、8天和第15天测得的数据，此时土壤含水量减少，并都出现“午休”现象，即中午温度高，为降低蒸腾作用，气孔关闭，导致这种曲线变化的主要因素是光照强度，B项正确，C项错误；根据曲线可知，适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度，D项正确。4.(2014四川，6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作)，测得两种植物的光合速率如图所示(注：光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析，下列叙述正确的是()A.与单作相比，间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比，间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株
9、开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案D解析A项，当光照强度为0时，植物只进行细胞呼吸，由坐标图中数据可知，桑树间作时的呼吸强度比单作时的大，大豆间作时的呼吸强度比单作时的小。B项，由坐标图中数据可知，与单作相比，间作时桑树光合作用的光饱和点增大，大豆光合作用的光饱和点减小。C项，由坐标图中数据可知，在较低光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时增强，在较高光照强度范围内，大豆间作时的光合速率比单作时减弱。D项，由坐标图中数据可知，单作时大豆开始积累有机物时的最低光照强度大于间作时的。5.(2013北京，29)为研究棉花去棉铃(果实)后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有10个
10、棉铃的植株，去除不同比例棉铃，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图所示：(1)光合作用暗反应利用光反应产生的ATP和_，在_中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1可知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片光合速率_。本实验中对照组(空白对照组)植株的CO2固定速率相对值是_。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株叶片中_增加。已知叶片光合产物会被运到棉铃等器官并被利用，因此去除棉铃后，叶片光合产物利用量减少，_降低，进而在叶片中积累。(4)综合上述结果可推测，叶片中光合产物的积累会_光合作用。(5)一种验证上述推测的方法为：去除植株上的棉铃并对部分叶片遮光处理，使
11、遮光叶片成为需要光合产物输入的器官，检测_叶片的光合产物含量和光合速率。与只去除棉铃植株的叶片相比，若检测结果是_，则支持上述推测。答案(1)H叶绿体基质(2)降低28(3)淀粉和蔗糖含量输出量(4)抑制(5)未遮光光合产物(淀粉、蔗糖)含量降低，光合速率(CO2固定速率相对值)增大解析(1)光合作用光反应可为暗反应提供H和ATP，并在叶绿体基质中将CO2转化为三碳糖，进而形成淀粉和蔗糖。(2)由图1信息知，随着去除棉铃百分率的提高，叶片固定CO2能力明显降低；对照组(未摘除棉铃)植株CO2固定速率的相对值应为“去除棉铃百分率为0”时的CO2固定值即“28”。(3)由图2可知，去除棉铃后，植株
12、叶片中淀粉和蔗糖含量增加；由题干信息知叶片光合产物“被运到棉铃中被利用”，故除去棉铃后，叶片光合产物输出量降低，从而导致相应产物在叶片中积累。(4)综合图1、图2相关信息可知，叶片中光合产物积累将明显降低CO2固定速率，即抑制光合作用。(5)该验证实验中，去除植株上的棉铃，使“遮光叶片成为需要光合产物输入的器官”，则未遮光叶片光合作用产物会不断转运至遮光叶片中，从而导致未遮光叶片中蔗糖和淀粉含量下降，进而解除产物积累对光合速率的抑制，因此，通过检测未遮光叶片的光合产物含量和光合速率，倘若与只去除棉铃植株的叶片相比，检测结果为CO2固定速率相对值增大，则可支持相关推测。1.多因子对光合速率影响的
13、分析P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。Q点：横坐标所表示的因子不再影响光合速率，要想提高光合速率，可适当提高图中的其他因子。2.关于环境因素影响光合作用强度的两点提醒(1)温度改变对光合作用强度的影响：当温度改变时，不管是光反应还是暗反应都会受影响，但主要是影响暗反应，因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。(2)CO2浓度对光合作用强度的影响：CO2浓度很低时，光合作用不能进行，但CO2浓度过高时，会抑制植物的细胞呼吸，进而影响光合作用强度。考点二光合作用与细胞呼吸的关系及综合应用1.光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物
14、质变化无机物合成有机物有机物被分解成无机物能量变化光能稳定的化学能稳定的化学能热能、ATP中活跃的化学能实质合成有机物，储存能量分解有机物、释放能量，供细胞利用场所主要是叶绿体细胞质基质和线粒体条件只在光下进行时刻都能进行2.光合作用与有氧呼吸的联系(1)物质方面C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2O：H2OO2H2OH：H2O H C6H12O6 H H2O(2)能量方面光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能3.在不同的光照条件下，光合速率与呼吸速率的计算(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测
15、得的数值表示净光合速率。(3)真光合速率净光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：光合作用产生的O2量实测的O2释放量细胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2量实测的CO2吸收量细胞呼吸释放的CO2量。光合作用产生的葡萄糖量葡萄糖的积累量(增重部分)细胞呼吸消耗的葡萄糖量。诊断与思考1.判断下列说法的正误(1)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是类囊体薄膜和线粒体内膜()(2)CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中()(3)光合作用过程中光能转变成化学能，细胞呼吸过程中化学能转变成热能和ATP()(4)净光合速率长期为零时会导致幼苗
16、停止生长( )(5)适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量()2.探究光合作用与有氧呼吸过程中H和ATP的来源、去向项目光合作用有氧呼吸H来源H2O光解产生有氧呼吸第一、二阶段去向还原C3用于第三阶段还原O2ATP来源光反应阶段产生三个阶段都产生去向用于C3还原供能用于各项生命活动(植物C3的还原除外)3.下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示，据图判断生理过程。图：表示黑暗中，只进行细胞呼吸；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率；图：表示细胞呼吸速率光合作用速率。4.叶绿体吸收CO2的量属于真光合作用还是净光合作用？提示真光合作用。题组
17、一光合作用与细胞呼吸的过程判断1.(2014天津，2)下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()(CH2O)O2CO2H2O能量A.过程只在线粒体中进行，过程只在叶绿体中进行B.过程产生的能量全部储存在ATP中C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自H2OD.过程和中均能产生H，二者还原的物质不同答案D解析过程分别是有氧呼吸、光合作用。A项，在有线粒体的真核生物细胞中，过程发生的场所是细胞质基质和线粒体，过程只发生在叶绿体中，而在原核细胞中，过程都发生在细胞质基质中。B项，过程通过有氧呼吸氧化分解有机物，释放的能量一部分以热能形式散失，一部分转移至ATP中。C项，过程产生的(C
18、H2O)中的氧全部来自CO2，而不是来自H2O，H2O中的氧在光反应过程中通过水的光解产生O2。D项，过程的第一、二阶段产生的H，用于第三阶段还原O2，生成H2O；过程通过光反应产生的H，用于暗反应还原C3，因此二者还原的物质不同。2.下图是绿色植物体内能量供应及利用的示意图，下列说法正确的是()A.乙过程利用的ATP是由甲和丙过程共同提供的B.乙中的ATP用于固定二氧化碳和还原三碳化合物C.甲、丙中合成ATP所需的能量来源不相同D.丁中的能量可用于肌肉收缩、人的红细胞吸收葡萄糖、兴奋传导等答案C解析从图中发生的变化可判断，甲是光反应，乙是暗反应，丙是有氧呼吸，丁是ATP的水解。有氧呼吸产生的
19、ATP不能用于光合作用的暗反应，A项错误；光反应过程中产生的ATP用于还原三碳化合物，B项错误；光反应合成ATP所需的能量来源于光能，而丙过程合成ATP所需的能量来自有机物中的化学能，C项正确；红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但不消耗ATP，D项错误。题组二以叶绿体和线粒体为载体分析光合作用和细胞呼吸3.如图为某植物细胞部分结构示意图，据图分析，下列四项叙述中，正确的是()A.a、b箭头表示的是O2进出细胞的过程B.e、f箭头表示的是CO2进出细胞的过程C.以C18O2作原料进行光合作用，在较强光照下，测得含18O的呼吸作用产物的主要去向是图中的dD.以HO作原料进行光合
20、作用，在较强呼吸作用下，测得含18O的光合作用产物的主要去向是图中的b答案C解析a表示叶绿体吸收CO2，b表示叶绿体释放O2，e表示线粒体吸收O2，f表示线粒体释放CO2，c表示叶绿体产生的O2被线粒体利用，d表示线粒体产生的CO2被叶绿体利用。以C18O2作原料进行光合作用，18O的转移途径为C18O2有机物C18O2，在较强光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸产物C18O2主要被叶绿体利用，即主要去向是图中的d。以HO作原料进行光合作用，18O全部生成氧气，在较强呼吸作用下，氧气主要被线粒体利用，进行有氧呼吸，即主要去向是图中的c。4.如图为植物的某个叶肉细胞中两种膜结构及其上发生的
21、生化反应模式图。下列有关叙述正确的是()A.图1、2中的两种生物膜依次存在于线粒体和叶绿体中B.图1中的H来自水，图2中的H来自丙酮酸C.两种生物膜除产生上述物质外，还均可产生ATPD.影响图1、2中两种膜上生化反应的主要外界因素分别是温度和光照答案C解析根据题图所示信息可判断，图1所示是叶绿体的类囊体薄膜，其上进行的是光合作用的光反应，图示生化反应是水的光解，H来自水。图2所示是线粒体内膜，其上进行的是有氧呼吸的第三阶段，H来自葡萄糖、丙酮酸和H2O。题组三总光合速率、净光合速率与呼吸速率的判断及相关计算5.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结
22、果如图所示。下列分析正确的是()A.光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等B.光照相同时间，在20 条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25 时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.其他条件不变，光照强度适当增强时，两曲线的交点将向左下方移动答案A解析分析题意与图像可知，图中的虚线代表净光合作用，实线代表呼吸作用。在光照下，光合作用制造的有机物总量(真光合作用量)呼吸作用消耗的有机物量(呼吸量)有机物的净积累量(净光合作用量)，即某温度下图中实线所对应的量加上虚线所对应的量就是真光合作用量。读取图中20 、25 、30 、35 等温度下对应的CO2的吸收量与释放量，
23、根据上面的等式关系可以推断出：光照相同时间，35 时光合作用制造的有机物的量与30 时相等；光照相同时间，在25 条件下植物积累的有机物的量最多；温度高于25 时，有机物的净积累量开始减少；两曲线的交点表示某温度时，有机物的净积累量与呼吸作用消耗的有机物的量相等，当其他条件不变，光照强度适当增强时，净光合作用量增大，两曲线的交点将向右上方移动。6.植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是()A.在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体B.该植物叶片的呼吸
24、速率是5 mg CO2/(100 cm2叶小时)C.在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mgD.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 。若将温度提高到30 的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移答案A解析由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为1011110(mg)；
25、其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为51365(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为1106545(mg)。若将温度升高到30 ，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。7.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_，光合速率可表示为_。在1316 之间，随着温度的升高，呼吸作用强度_(增强、减弱、不变)，实际光合作用的强度_(增强、减弱、不变)。(2)恒定在上述_ 温度下，维持10小时光照，10小时黑暗，该植物
26、叶片增重最多，增重了_ mg。答案(1)XY2X增强增强(2)1430解析(1)呼吸速率可用单位时间内有机物的减少量来表示，所以是X。净光合速率可用单位时间内有机物的积累量来表示，而总光合速率还要加上呼吸消耗有机物的量，所以是Y2X。在1316 之间，随着温度的升高，呼吸作用强度很明显在逐渐增强，光合作用强度也在逐渐增强。(2)单位时间的净光合作用的积累量是YX,10小时的积累量是10(YX)，再黑暗10小时，只有细胞呼吸，消耗的有机物的量是10X，经过10小时光照，10小时黑暗，剩余的有机物的量是10Y，据此题图可知在14 时，增重最多，增加的量是30 mg。题组四光合作用与细胞呼吸的“关键
27、点”移动8.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为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)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是()A.下移、右移、上移 B.下移、左移、下移C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移答案C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“光合作用和呼吸作用的最适温度分别为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
28、度，在25 时细胞呼吸作用强度降低，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其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。9.如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。下列分析正确的是()A.CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用B.适当增加光照强度，a点将左移C.CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等D.甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强答案B解析对于甲植物而言，a点时CO2净吸收速率为0，说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，故在a点之前，甲植物已经开始进
29、行光合作用；适当增加光照强度，光合速率增大，a点将左移；CO2浓度为b时，甲、乙的净光合作用强度相等，而总光合作用强度净光合作用强度呼吸作用强度，由图可知，甲的呼吸作用强度大于乙，故b点时，甲的总光合作用强度大于乙；在一定范围内随CO2浓度的增大，甲、乙的光合作用强度增强，超过这一范围，随CO2浓度的增大，光合作用强度不再增强。题组五以图、表、曲线为载体综合分析光合作用与细胞呼吸10.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。图乙表示蓝藻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CO2C.图乙中，当光照强度为X时，细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、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
