高考生物二轮复习专题2细胞代谢热点题型3“因果搭桥法”突破植物代谢的原理分析题学案含答案

(2017·全国Ⅰ，30)植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：

(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是_______________________________________________

_______________________________________________________________________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增强，原因是___________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)植物在适宜光照下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，影响了光合作用的暗反应，光合速率也随之降低　大于0　(2)甲种植物在光下进行光合作用释放的O2，使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生反应形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增强

解析　(1)在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内CO2浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时(即CO2补偿点时)的CO2浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此乙种植物的净光合速率大于0。(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放O2，因此植物的有氧呼吸增强。

原因原理分析类的长句解答题是近年全国卷考查的重要题型，难度较大，解答时不容易得全分。主要失分在表达不全，逻辑不严谨，语言不规范等方面。利用“因果搭桥法”可以避免这些问题：首先审题，找出因和果，也就是在什么条件下出现了什么现象，然后利用生物学知识顺序搭桥完整逻辑链条，类似于：“因为……，所以……；又因为……，所以……”，如例题中(1)题，结合题干信息可能给出的答案有：

答案1：密闭小室中CO2的浓度降低(前后不搭，比较突兀，也就给1分)

答案2：光合作用吸收CO2使密闭小室中CO2的浓度降低(没有描述光合作用和呼吸作用的关系，最多给2分)

合理的解答思路是：分析“因”是“适宜条件下照光培养”，“果”是“植物的光合速率都降低”，结合“密闭小室”的条件组织思路进行搭桥：

得出满分答案：植物在适宜光照下，光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，影响了光合作用的暗反应，光合速率也随之降低。

同样根据此方法完成例题中的(2)小题，可以避免遗漏“O2与有机物分解产生的[H]发生反应形成水是有氧呼吸的一个环节”这个要点。

1．(2019·安徽合肥模拟)下图为同一自然区域内两种植物氧气释放速率与光照强度变化曲线。据图回答相关问题：

(1)a点对应的光照强度下，植物A与植物B________(填“细胞呼吸”或“实际光合作用”或“净光合作用”)强度相等。

(2)一定范围内随光照强度增强，植物A叶肉细胞固定二氧化碳的速率加快，其原因是

_______________________________________________________________________________。

(3)分析图中曲线可推知，农作物根部周围生长出的杂草需要及时清除，其原因是

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)净光合作用　(2)光照增强，导致光反应加快，为暗反应提供更多的[H]和ATP，使二氧化碳的固定速率加快　(3)较弱光照下，适应于弱光下生长的杂草固定二氧化碳的能力更强，导致农作物下部叶片的光合速率降低

解析　(1)a点对应的光照强度下，植物A与植物B的净光合作用强度相等。(2)根据曲线图，一定范围内随光照强度增强，植物A的净光合速率增强，此时光照增强导致光反应加快，为暗反应提供的[H]和ATP增多，叶肉细胞固定二氧化碳的速率也加快。(3)分析图中曲线可知，农作物根部周围生长出的杂草正常生长所需的光照强度较低，因此在较弱光照下，适应于弱光下生长的杂草固定二氧化碳的能力更强，会导致农作物下部叶片光合速率降低，故需要及时清除杂草。

2．(2018·全国Ⅰ，30)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：

(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。

(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是___________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是_________。

(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。

答案　(1)甲　(2)甲　种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大

(3)乙　(4)CO2

解析　(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。(4)夏日晴天中午12：00时，温度较高，植物为防止水分散失部分气孔关闭，进入叶肉细胞的CO2明显减少，抑制了暗反应，导致叶片的光合速率明显降低。

3．(2019·南通等七市二次模拟)拟柱胞藻是一种水华蓝藻，其色素分布于光合片层上。拟柱胞藻优先利用水体中的CO2，也能利用水体中的HCO(胞外碳酸酐酶催化HCO分解为CO2)。科研人员用不同浓度的CO2驯化培养拟柱胞藻，20天后依次获得藻种1、2、3。测定藻种1、2、3胞外碳酸酐酶活力并探究不同浓度NaHCO3溶液对藻种1、2、3生长的影响，结果如下图。请回答：

(1)拟柱胞藻细胞产生O2的场所是________，产生的O2来自______________(过程)。

(2)经过20天的驯化培养，藻种1、2、3中种群数量最大的是___________________，原因是_______________________________________________________________________________。

(3)据图1分析，在低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势，这是因为_________。

(4)图2中，B点净光合速率比A点高的原因是_______________________________________

_____________________________________；A点之前藻种1、2、3净光合速率相等的原因是_______________________________________________________________________________。

答案　(1)光合片层　水的分解　(2)藻种3　CO2浓度最高，光合速率最快，繁殖速度最快

(3)碳酸酐酶的活力高，充分利用水体中的HCO　(4)B点NaHCO3溶液浓度较高，分解产生的CO2较多　HCO浓度过低，分解产生的CO2过少，限制了光合作用

解析　分析图1可知，藻种生活水体中CO2浓度越低，胞外碳酸酐酶活性越高，能更加充分地分解水体中的HCO离子分解得到CO2；分析图2可得，拟柱胞藻生活环境中的NaHCO3溶液浓度较高，其净光合速率越高，且在相同NaHCO3溶液浓度环境中，经过低浓度CO2水体驯养的拟柱胞藻净光合速率更高。

(1)由题意得，拟柱胞藻细胞为原核生物，没有叶绿体结构，故产生O2的场所是光合色素所在的光合片层中；光合作用中产生水的过程为水的分解(光反应)。

(2)由题图1中可得，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，则环境中的CO2含量最高的藻种3光合速率最快，有机物积累量最多，繁殖速度最快，种群数量最大。

(3)根据图1分析可得，藻种1、2、3的驯养环境中的CO2含量依次升高，碳酸酐酶的活力依次降低，故低浓度CO2水体中，拟柱胞藻能保持一定的竞争优势是因为低浓度的CO2含量环境中，碳酸酐酶的活力高，能够充分利用水体中的HCO分解得到CO2。

(4)分析图2可得，A、B两点的净光合速率差异主要是由于HCO的含量不同导致，B点HCO浓度高，分解产生的CO2多，净光合速率高；A点之前三种藻类净光合速率相等同样也是由于HCO浓度过低，分解产生的CO2过少，限制了光合作用。