第一篇　主题一　专题(四)　命题点3　影响光合作用和细胞呼吸的因素 2024年高考生物二轮复习课件+讲义

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影响光合作用和细胞呼吸的因素
1.影响细胞呼吸因素相关的曲线
2.关注光合作用3类影响因素曲线中的“关键点”(1)光照强度
①图乙中A点时植物光合速率与细胞呼吸速率相等，此时的CO2浓度为CO2补偿点，而图甲中D点的CO2浓度是植物进行光合作用时所需的最小CO2浓度，从D点才开始启动光合作用。②B点和P点的限制因素：外因有温度和光照强度等，内因有酶的数量和活性、C5的含量、色素含量等。
图1、2、3中的曲线分析：P点时，限制光合速率的主要因素应为横坐标所表示的因子，随着该因子的不断加强，光合速率不断提高。当达到Q点时，横坐标所表示的因子不再是限制光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
3.聚焦自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线
①a点：凌晨低温，细胞呼吸减弱，CO2释放量减少。②开始进行光合作用的点：b点；结束光合作用的点：m点。
③光合速率与呼吸速率相等的点：c、h点；有机物积累量最大的点：h点。④de段下降的原因是午间温度过高，部分气孔关闭，CO2吸收量减少；fh段下降的原因是光照强度减弱。
①光合速率等于呼吸速率的点：C、E点。②若图1中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量(净光合量大于0)，植物能生长。③若图2中N′点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N′点低于M′点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量(净光合量小于0)，植物不能生长。
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线
1.(2018·经典高考题)下图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是A.横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，　乙表示较低温度B.横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，　乙表示较低CO2浓度C.横坐标是光波长，甲表示较高温度，　乙表示较低温度D.横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
2.(2023·北京，3)在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是A.在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高　而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升　高与光合酶活性增强相关C.在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用D.图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
3.(2023·全国乙，29)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：(1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、______________________(答出2点即可)等生理过程。
(2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
叶绿体中的叶绿素对红光有较高的吸收峰值，红光照射下保卫细胞进行光合作用制造有机物，使保卫细胞的渗透压升高，细胞吸水膨大，气孔开放
(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________________________________________________________________________________________________________。
蓝光作为信号能促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋，使保卫细胞的渗透压升高，细胞吸水膨大，气孔开度进一步增大
(4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔________(填“能”或“不能”)维持一定的开度。
(1)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释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·全国乙，2)(　　)
(2)(2019·全国Ⅰ，29节选)干旱处理后该植物的光合速率会降低，出现这种变化的主要原因是 。有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。
气孔开度减小使供应给光合作用的CO2减少
答案　实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
(3)(2021·河北，19节选)补充水分可以促进玉米根系对氮的 ，提高植株氮供应水平。
题组一　植物对光的响应1.(2023·广州市高三第一次调研)图1和图2是不同处理条件下春小麦开花期叶片光响应曲线，
下表是对照组和实验组在不同温度下小麦开花期叶片光响应特征参数。请回答下列问题：
(1)小麦叶绿体吸收光的结构是___________，其上产生的_____________参与暗反应。当制造的有机物量大于呼吸作用的消耗时，净光合作用速率________(填“大于零”“小于零”或“等于零”)。
(2)图1和图2有关实验的自变量有______________________________________________________。
光合有效辐射(或光照强度)、田间持水
量(或是否干旱)、温度
(3)在一定光合有效辐射范围内，不同处理条件下春小麦净光合速率随光合有效辐射的增大而_____。由表可知，水分不足条件下，温度为______时，有利于小麦生长。(4)光饱和点与光补偿点是表征叶片对强光和弱光利用能力大小的重要参数。由表可知，水分供给不足使春小麦利用弱光和强光的能力均______，较高的温度使春小麦利用强光的能力_____。(5)B－27 ℃条件下春小麦净光合速率明显小于B－25 ℃条件下的可能原因是_______________________________________________________________________________________。
较高的温度(27 ℃)下叶片蒸腾作用过强，气孔开放程度明显下降，CO2供应不足，净光合速率下降
2.(2022·山东，21)强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收，分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是_______。
(2)强光照射后短时间内，苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加，但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加，可能的原因有______________________________、_____________(答出2种原因即可)；氧气的产生速率继续增加的原因是_________________________________________________。
NADPH、ATP等的浓度不再增加
率继续增加，使水的光解速率继续增加
(3)据图分析，与甲组相比，乙组加入BR后光抑制_____(填“增强”或“减弱”)；乙组与丙组相比，说明BR可能通过_____________________________发挥作用。
题组二　气孔因素和非气孔因素3.(2022·湖南，13改编)在夏季晴朗无云的白天，10时左右某植物光合作用强度达到峰值，12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是A.叶片蒸腾作用强，失水过多使气孔部分关闭，进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低，呼吸酶不受影响，呼吸释放的CO2量大于光合固定 的CO2量C.类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏，吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累，产生反馈抑制，叶片转化光能的能力下降
4.科研工作者以长势良好的2年生夹竹桃为研究对象，探究干旱对其光合特性的影响，如图表示夹竹桃叶片实验结果(气孔导度是指气孔张开的程度，胞间CO2浓度是指叶肉细胞间的CO2浓度)。回答下列有关问题：
(1)在干旱处理组中，叶片的光合速率小于其__________速率，导致净光合速率为负值；形成3－磷酸甘油酸的场所是___________。(2)植物激素在植物光合作用对缺水的响应中发挥重要作用，其中________(填激素名称)在气孔导度下降过程中起主要作用。植物生长发育的调控，是由__________调控、激素调节和_____因素调节共同完成的。
(3)导致光合速率下降的原因可能来自两个方面：一是由于干旱使气孔导度降低，限制了CO2的供应，即发生了气孔限制；二是由于干旱使叶肉细胞中的____活性降低，即发生了非气孔限制。根据以上实验结果可知夹竹桃在干旱条件下主要发生了________限制，理由是________________________________________________________________。
导度明显下降，但同时表现为胞间CO2浓度却高于对照组
题组三　矿质元素(可再利用元素)对植物生长的影响5.(2023·北京朝阳高三联考)钾的含量是影响我国长江流域冬油菜产量的重要因素，K＋、Mg2＋等离子可在植物体内转移。缺钾胁迫使油菜叶片的光合功能衰退，籽粒产量降低。科研人员比较田间条件下蕾苔期油菜不同叶片(无柄叶为幼叶，长柄叶为成熟叶)对缺钾胁迫的反应，测定了相关的代谢指标，结果如表所示。回答下列问题：
(1)叶片气孔开放与保卫细胞积累K＋密切相关。在ATP驱动下，保卫细胞细胞膜上的钾－氢离子交换泵会____________(填“顺浓度梯度”或“逆浓度梯度”)将K＋转运进入细胞。在液泡内积累高浓度的K＋可提高__________________________________________，从而有利于保卫细胞吸水，使气孔导度增大。
细胞的渗透压(或细胞液浓度或细胞液的渗透压)
(2)图中PSⅠ和PSⅡ分别是光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，光系统位于____________上，水光解生成氧气需要的光能是通过______(填“PSⅠ”或“PSⅡ”)被吸收利用的。在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是___________________________。
(或叶绿素a和叶绿素b)
(3)油菜进行光合作用时，若气孔导度增大，则短时间内叶绿体中C3的含量将_____，原因是______________________________________________________________。(4)在以上实验油菜的三类叶片中，缺钾胁迫主要抑制______叶的光合功能，影响机制主要是_____________________________________________。(5)缺钾条件下，短柄叶和无柄叶的光合功能__________，从钾的角度分析，最可能的原因是____________________________________________________。
气孔导度增大使进入细胞的CO2增多，C5固定CO2加
缺钾引起叶绿素含量明显减少，降低了光反应速率
成熟叶中的钾向幼叶中转移，以维持幼叶中的钾含