【学霸笔记：同步精讲】24　第三章　第四节　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素 课件--高中生物学苏教版必修第一册

(共109张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第三章　细胞中能量的转换和利用
第四节　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
课标内容要求 核心素养对接
1．说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。 2．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 1．科学思维——利用模型与建模思想，理解环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响。
2．科学探究——基于给定的条件，设计实验探究环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响。
3．社会责任——依据环境因素对光合作用和细胞呼吸的影响，指导农业生产，解决实际问题。
必备知识·自主预习储备
一、影响光合作用的环境因素
1．光合速率：可以用单位时间单位________上的___________或__________来表示。
叶面积
CO2固定量
O2释放量
2．光照是植物进行光合作用的必要条件
(1)验证光照强度影响光合作用的实验
①自变量：__________；通过灯泡与黑藻之间的不同距离来控制。
②无关变量：二氧化碳浓度等。
③因变量：1 min内黑藻产生的________。
④实验结论：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而__________；当光照强度达到某一定值后，光合速率__________。
光照强度
气泡数
相应增加
不再增加
(2)探究光质对光合作用影响的实验
①暗处理目的：消耗叶片内原有的______。
②自变量控制：不同颜色的光。蓝色、红色、绿色的玻璃纸分别透过____光、____光和____光。
③因变量检测：叶片在隔水加热的______中脱色，然后滴加______。
④实验结论：植物在____光和____光下产生的淀粉较多，光合速率更高。
淀粉
蓝
红
绿
酒精
碘液
红
蓝
3．CO2浓度：在一定范围内，植物光合速率随着环境中CO2浓度的上升而______；在CO2浓度达到某一定值后，光合速率__________。
4．温度：通过影响________而影响光合速率。
5．水：水是光合作用____反应阶段的原料。
6．无机盐
(1)氮素：是蛋白质、核酸的组成成分，充足的氮素供应可以促进叶面积的______和叶数量的______。
(2)镁：________的组成成分。
增加
不再增加
酶活性
光
增大
增多
叶绿素
二、影响细胞呼吸的环境因素
1．呼吸速率是植物______________的一个重要指标，常用单位______或单位______的植物体在单位______内所________或_________的量来表示。
细胞代谢强弱
面积
重量
时间
吸收O2
释放CO2
2．温度
(1)机理：通过影响________影响细胞呼吸。
(2)特点
①一定范围内，酶活性随温度升高而提高，呼吸速率也会______；到达最高值后，随温度升高而______。
②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物的______和__________的不同而有较大差异。
③植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度。
酶活性
增高
下降
种类
生理状态
3．氧
(1)在氧浓度较低的范围内，植物的有氧呼吸速率随氧浓度的增加而______，增至一定程度时，呼吸速率__________。
(2)以有氧呼吸为主的生物体内，随着氧浓度的提高，无氧呼吸会______。
4．二氧化碳：当二氧化碳体积分数高于5%时，细胞呼吸明显受到______。
5．含水量：一定范围内，细胞呼吸速率随组织含水量的增加而______。
升高
不再升高
减弱
抑制
增高
三、光合作用和细胞呼吸原理的应用
1．增加__________、延长__________等可以充分利用光能。
2．适当增强细胞呼吸可以促进作物的__________。
3．在储藏果蔬时，一般采用__________温度或氧浓度的方法，______细胞呼吸，以减少______________。
4．在储藏粮食时，通过降低粮仓的______，使储存的种子保持______，以抑制细胞呼吸，______保存期限。
光照面积
光照时间
生长发育
适当降低
抑制
有机物的消耗
湿度
干燥
延长
判一判　 (正确的打“√”，错误的打“×”)
1．光照强度影响光合作用但光质不影响。 (　　)
2．温度只影响暗反应过程，因为只有暗反应需要酶的催化。 (　　)
3．CO2浓度是通过影响暗反应过程来影响光合作用的。 (　　)
4．植物处在干旱环境中，光合作用不能正常进行，主要影响光反应中水的光解。 (　　)
5．储藏蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。 (　　)
6．稻田需要定期排水，否则水稻幼苗会因缺氧生成乳酸而变黑、腐烂。 (　　)
×
×
√
×
×
×
提示：1．×　光质也能影响光合作用。
2．×　光反应也需酶的催化，也受温度影响。
3．√
4．×　植物缺水，则气孔关闭，CO2供应不足，影响暗反应，水的光解只需很少H2O就能进行。
5．×　若隔绝O2，细胞无氧呼吸会加强，不利于蔬菜、水果的储存，而应低氧储存。
6．×　水稻幼苗缺氧生成乙醇。
关键能力·重难探究达成
核心点一　影响光合作用的环境因素
1．光照强度
(1)原理分析：光照强度主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生，进而限制暗反应阶段。
(2)曲线分析
A点 光照强度为0，此时只进行细胞呼吸；A点的CO2释放量表示细胞呼吸速率
AB段 开始进行光合作用，随光照强度的增强，光合作用强度也增强，但光合作用强度小于细胞呼吸强度
B点 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)，此时光照强度称为光的补偿点
BC段 随着光照强度的增强，光合作用强度不断增强
C点 光照强度增强，光合作用强度基本不变，此时的光照强度(C′)点称为光的饱和点，C点的CO2吸收量表示净光合作用速率
(3)应用分析
①欲使植物正常生长，则光照强度应大于B点对应的光照强度。
②适当提高光照强度可增加作物产量。
③阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，间作套种时农作物的种类要合理搭配。
2．CO2的浓度
(1)原理分析：通过影响暗反应阶段，制约C3生成。
(2)曲线分析
图1　　　　　　图2
①走势分析：图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
②关键点分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点。
图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
(3)应用分析
①温室中适当增加CO2浓度，如投入干冰等；
②大棚中“正其行，通其风”，以及多施有机肥来提高CO2浓度。
3．温度
(1)原理分析：通过影响酶活性进而影响光合作用。
(2)曲线分析
①AB段：随着温度升高，光合作用增强。
②B点：光合作用最适温度。
③BC段：随着温度升高，光合作用减弱。
④温度过高时，酶失活，光合作用完全停止。
(3)应用分析
①适时播种。
②温室栽培时白天适当提高温度，夜间适当降低温度。
4．水和营养元素
(1)水：是光合作用重要的反应物，又可影响气孔的开闭，间接影响CO2的吸收，还可影响光合产物的运输，从而影响光合速率。
(2)营养元素：影响细胞内许多化合物的合成，从而影响植物体的光合作用，如氮是构成细胞内叶绿素、酶、ATP等物质的基本元素，可以促进叶面积的增大和叶数量的增多，从而影响光合速率。
易错提醒　其他影响光合作用的因素
(1)因叶绿体中色素对各种色光的吸收不同，光质(不同色光)也会影响光合作用强度。
(2)光照时间的长短不影响光合作用速率，但可以影响植物体光合作用的总量，从而影响植物的生长。
(3)叶龄也会影响光合作用强度，随叶龄的增大，叶面积逐渐增大，光合作用速率也随之增大，到成熟时达到最大，之后随叶片衰老，叶绿素不断分解，光合作用速率随之下降。
5．多因子变量
图像
含义 P点及P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随横坐标所表示的因子的不断加强，光合速率不断提高；当到Q点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素
应用 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当调节温度，增大光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率
创新应用
各种环境因素同时对植物的光合作用产生影响，请问冬季早晨和夏季早晨限制光合作用的因素分别是什么？
提示：冬季早晨温度较低，温度是限制光合作用的主要因素；夏季早晨温度较高，光照较弱，光照是限制光合作用的主要因素。
[对点练习]
1．如图为某植物在温度适宜的环境中，光合速率随光照强度变化而变化的曲线。下列叙述错误的是(　　)
A．A点光合作用强度等于细胞呼吸强度
B．B点光合速率的限制因素主要是光照强度
C．C点时提高CO2浓度可能增强光合作用强度
D．光照强度小于A点时，该植物只进行细胞呼吸
√
D　[A点既不吸收CO2也不释放CO2，此时光合作用强度等于细胞呼吸强度，A正确；BC段随着光照强度增加，光合速率增强，所以B点光合速率的限制因素主要是光照强度，B正确；C点时限制因素为光照强度以外的其他因素，故提高CO2浓度可能增强光合作用强度，C正确；光照强度大于0，植物即可进行光合作用，所以光照强度小于A点时，该植物既能进行光合作用也能进行细胞呼吸，D错误。]
2．甲图和乙图表示某植物在适宜的CO2浓度条件下光合速率与环境因素之间的关系，下列相关描述错误的是(　　)
甲　　　　　　　　乙
A．甲图中，a点限制光合速率的因素主要是光照强度，d点限制光合速率的因素可能是温度
B．从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低
C．温度主要是通过影响酶的活性来影响光合速率的
D．若b点对应正常植物的光饱和点，则缺镁b点会右移
√
D　[甲图表示光照强度和温度对光合速率的影响，乙图表示温度对光合速率的影响。a点光照强度下不同温度下光合速率相同，说明光照强度是此时的主导因素，也是主要限制因素；d点光照强度下各温度下的光合速率只随温度变化，所以此时的限制因素应该是温度。温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性来影响光合速率的，A、C正确；从乙图可以看出，当超过一定温度后，光合速率会随着温度的升高而降低，B正确；b点对应温度为10 ℃时正常植物的光饱和点，缺镁植物的叶绿素合成减少，对光能的利用减少，在较低光照强度下光合速率就会达到最大，光合作用强度降低，b点会左移，D错误。]
核心点二　影响细胞呼吸的因素
1．影响细胞呼吸的内因——遗传因素
遗传物质的不同决定酶的种类和数量不同，进而影响细胞呼吸的类型、速率等。
(1)生物的细胞呼吸类型
①需氧型生物——需在氧气充足的条件下才能正常生活，如人、绝大多数动植物。
②厌氧型生物——需要在无氧条件下才能正常生活，有氧时细胞呼吸会受到抑制，甚至不能生长，如乳酸菌、破伤风杆菌。
③兼性厌氧生物——在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，如酵母菌。
(2)不同种、不同生长发育时期或不同组织器官，细胞呼吸速率有差异(以植物为例)
①不同种类植物的细胞呼吸速率不同，一般旱生植物小于水生植物，阳生植物大于阴生植物。
②同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
③同一植物的不同组织器官呼吸速率不同，一般生殖器官大于营养器官。
2．影响细胞呼吸的外因——环境因素
(1)温度
①影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。
②应用
(2)氧气
①影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
a．O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
b．0c．O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
d．O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
②应用
(3)水分
①影响
②应用
(4)CO2
①影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行，如图所示。
②应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
创新应用
农业上有一句关于锄地(中耕松土)的谚语“锄头下面有肥”，请结合所学知识分析该谚语的合理性。
提示：定期进行松土可增加土壤中的氧气浓度，能促进根细胞的有氧呼吸，为矿质元素的吸收供应能量，从而提高农作物的产量。
[对点练习]
3．如图表示温度或O2浓度对呼吸速率的影响，下列有关说法错误的是(　　)
甲　　　　　　　　乙 　
丙　　　　　　　　丁 　
A．甲图不能表示人体肌细胞中ATP的生成速率与O2浓度的关系
B．乙图中a点对应O2浓度下细胞呼吸的ATP产生速率最大
C．丙图曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性
D．丁图中曲线Ⅱ表示有氧呼吸的CO2生成速率，曲线Ⅰ表示无氧呼吸的CO2生成速率
√
B　[人体肌细胞中的ATP主要通过有氧呼吸产生，在一定O2浓度范围内，有氧呼吸随O2浓度的升高而增强，ATP的生成速率也随之增加，所以甲图不能表示人体肌细胞中ATP的生成速率与O2浓度的关系，A正确；a点时细胞呼吸强度最弱，产生ATP的速率最小，B错误；丙图曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性，从而影响细胞呼吸，C正确；从丁图两曲线的走势可以判断出曲线Ⅱ表示有氧呼吸的CO2生成速率，曲线Ⅰ表示无氧呼吸的CO2生成速率，D正确。]
4．科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
√
B　[果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确、C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，且该实验中呼吸速率还受O2浓度影响，根据实验数据也得不到该结论，D错误。]
运动成为当今人们生活的一种时尚。人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动。
应用创新·问题情境探究
通过对材料的分析可知，无氧呼吸积累的乳酸会使肌肉酸痛，因此提倡有氧运动。由此形成生命观念和科学思维的学科素养。
(1)试从细胞呼吸角度分析提倡慢跑等有氧运动的原因。(生命观念)
提示：有氧运动能避免因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸大量积累会使肌肉酸胀无力。
(2)请从有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因？(科学思维)
提示：有氧呼吸的产物是CO2和H2O，对于机体的影响较小，且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸的产物中的乳酸对机体不利，且有机物中的能量仅释放一部分。
[课堂小结]
1．光照是植物进行光合作用的必要条件，光照强度会影响
光合速率；叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值。
2．CO2是光合作用的原料之一；温度对光合作用中酶活性的影响很大；土壤中的水分含量和无机盐的种类也会影响光合速率。
3．光合速率可以用单位时间单位叶面积上的CO2固定量或O2释放量来表示。
4．呼吸速率是植物细胞代谢强弱的一个重要指标，常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。
5．植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度。
6．温度通过影响酶活性影响细胞呼吸；氧是细胞进行有氧呼吸的必要条件；二氧化碳是细胞呼吸的最终产物；植物组织的含水量与呼吸速率也有密切关系。
7．植物种类的不同以及同一植物的不同组织器官，也能影响植物细胞的呼吸速率。
8．增加光照面积、延长光照时间等可以充分利用光能；适当增强细胞呼吸可以促进作物的生长发育。
9．在储藏果蔬时，一般采用适当降低温度或氧浓度的方法，
抑制细胞呼吸，以减少有机物的消耗。
10．在储藏粮食时，通过降低粮仓的湿度，使储存的种子保持干燥，以抑制细胞呼吸，延长保存期限。
学习效果·随堂评估自测
√
1．某同学为研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系。与用白炽灯作为光源相比，日光灯可有效避免光照强弱变化所引起的
(　　)
A．CO2浓度变化 B．O2浓度变化
C．pH变化 D．温度变化
D　[本实验研究某种水草的光合作用与光照强度之间的关系，故自变量是光照强度，无关变量有CO2浓度和温度等，与用白炽灯作为光源相比，日光灯产热量小，可有效避免温度变化对实验的影响。]
√
2．如图曲线a表示某种植物在最适温度和0.03%的CO2浓度条件下，光合作用合成量随光照强度变化的曲线。若在B点时改变某种条件，结果发生了如曲线b的变化，则改变的环境因素是(　　)
A．适当提高温度　　　　　
B．增大光照强度
C．适当增加CO2浓度
D．增加酶的数量
C　[此时温度已经是最适温度，因此再提高温度会使酶的活性降低，光合作用速率降低；B点是光照的饱和点，此时光照不是限制光合作用的因素；CO2的浓度为0.03%，相对较低，所以增加CO2浓度会提高光合作用的速率；酶的数量属于内因。]
√
3．如图为在不同条件下，光合作用速率随
光照强度的变化而变化的曲线(Y表示除光
照强度外的其他因素)。下列有关分析不正
确的是(　　)
A．在OA段，限制光合作用速率的主要因素是光照强度，而不是Y
B．在AB段，限制光合作用速率的主要因素有光照强度和Y
C．在BC段，限制光合作用速率的主要因素是Y，而不是光照强度
D．Y可表示不同的温度或二氧化碳的浓度，其中Y1＞Y2＞Y3
D　[OA段，光合作用速率主要取决于光照强度，而不是Y；AB段，光照强度和Y的改变都会影响光合作用速率；BC段，光照强度的改变不再影响光合作用速率；光合作用速率随温度的升高而升高，超过一定温度后，光合作用速率随温度的升高而下降，Y2不一定比Y1低。]
4．利用温室大棚栽培蔬菜、瓜果等农作物已成为现代农业的基本模式。下列是温室大棚栽培经常采取的措施，其中不是通过增强光合作用速率实现的是(　　)
A．给农作物增施氮肥
B．大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充CO2
C．给农作物补充适宜强度的人工光照
D．夜间适当降低农作物的环境温度
√
D　[给农作物增施氮肥能增强光合作用速率；大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充CO2，为光合作用提供原料，从而增强了光合作用速率；给农作物补充适宜强度的人工光照也是通过增强光合作用速率来实现增产的；夜间适当降低农作物的环境温度，导致酶活性降低，从而减少细胞呼吸对有机物的消耗，最终达到增产的目的，可见该措施是通过减弱细胞呼吸速率而实现增产的。]
5．某植物在停止供水和恢复供水条件下，气孔开度(气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答下列问题：
(1)停止供水后，光合速率下降。这是由于水是__________的原料，又是光合产物在植物体内__________的主要介质。
(2)在温度、光照相同的条件下，图中A点与B点相比，光饱和点低的是_______点，其主要原因是_______________________________ _________________。
(3)停止供水一段时间后，叶片发黄，原因是____________________ __________________________________________________________。此时类囊体结构破坏，提供给暗反应的__________减少。
光合作用
运输
B
气孔开度降低，CO2吸收减少
(答出一项即可)
叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解)，类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)
[H]和ATP
[解析]　(1)植物体内缺少水分时光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，同时水也是生物体内物质运输的主要介质，光合产物的运输也离不开水。(2)A点和B点相比，A点水分供应充足，气孔开度高，二氧化碳的吸收多，光合速率大；而B点缺少水分，气孔开度低，二氧化碳的吸收少，光合速率小，所以B点的光饱和点比A点的低。(3)叶片发黄的主要原因是停止水分供应后，细胞代谢强度下降，叶绿素合成速度减慢甚至停止，或叶绿素被分解。此时，类囊体结构被破坏，光反应无法发生，ATP和[H]减少。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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15
题组一　影响光合作用的环境因素
1．如图是某高等绿色植物成熟绿叶组织在某光照强度和适宜温度下，光合作用强度增长速率随CO2浓度变化的情况，下列有关叙述错误的是(　　)
课时分层作业(17)　影响光合作用和细胞呼吸的环境因素
题号
1
3
5
2
4
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15
A．D点时，光合作用强度达到最大
B．C点时，适当升高温度后光合作用强度会增强
C．B点时，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D．AB段，限制光合作用强度的主要外界因素是CO2浓度
√
题号
1
3
5
2
4
6
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B　[D点时光合作用强度增长速率为0，光合作用强度达到最大，A正确；由于该曲线是在最适温度下测量的，在C点时，若适当升高温度会使光合作用强度减弱，B错误；B点时，叶肉细胞同时进行光合作用和细胞呼吸，叶肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体，C正确；AB段，限制光合作用强度的主要外界因素是CO2浓度，D正确。]
题号
1
3
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15
2．某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)
题号
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A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2～4天，光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
√
C　[从图乙看出，实验2～4天，叶片叶绿素含量并没有下降。]
题号
1
3
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3．某同学将新鲜金鱼藻置于盛有NaHCO3溶液的烧杯中，改变灯泡与烧杯的距离，测得如图所示结果。下列叙述正确的是(　　)
A．本实验的目的是探究CO2浓度对光合速率的影响
B．15～45 cm之间，气泡产生速率代表净光合作用强度
C．30～60 cm之间，限制光合速率的主要因素是CO2浓度
D．60 cm时，光线太弱导致光合作用完全停止
√
题号
1
3
5
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4
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B　[根据题意和题图分析，该实验的目的是探究光照强度对光合速率的影响，A错误；图中气泡的产生速率表示净光合速率，B正确；30～60 cm之间，限制光合速率的主要因素是光照强度，C错误；
60 cm时，几乎不产生气泡，光线太弱导致光合作用强度较低，此时光合作用速率约等于呼吸速率，但光合作用没有停止，D错误。]
题号
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4．如图为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱(作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率)。植物进行光合作用时，下列物质的变化趋势与作用光谱基本一致的是(　　)
A．O2的释放量
B．CO2的释放量
C．C3的总量
D．C5的总量
√
题号
1
3
5
2
4
6
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A　[由题干信息“光合作用的作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率”可知，该作用光谱与光质有关，而不同光质下色素吸收光能的量不同，影响光反应和暗反应整体速率，进而影响O2的释放量。]
题号
1
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5．(10分)为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，提供以下材料用具：菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4%NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。
(1)某同学选取其中一个因素进行探究，以下是实验结果：
时间 上浮的叶圆片数量(片)
蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2%
NaHCO3
2 min 0 7 11 10 4
4 min 0 15 16 13 7
题号
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①该实验的目的是___________________________________________ ________________________________________________________，
实验检测指标是_____________________________________________。
②有哪些措施可以减少实验误差？__________________________ ____________________________________________________(至少写出2项)。
研究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响　
用打孔器打出的叶圆片数量足够多；每组实验重复几次，记录的数据取平均值
相同时间内烧杯中叶圆片浮起的数量
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③有同学认为叶片之所以浮起，是因为细胞呼吸消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮。根据实验结果判断该观点是否正确并说明理由：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________。
(2)利用以上材料，还可以探究的环境因素有___________________。 (答出2个)
光照强度、不同光质
该同学的观点是错误的，因为在蒸馏水的那组实验中，叶片一样进行了细胞呼吸，却没有叶片浮起，叶片上浮的原因是光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶片内氧气增多
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[解析]　(1)①由表格看出实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液的浓度不同，提供的CO2浓度不同，因此该实验研究的是不同浓度的CO2对光合作用的影响。实验检测指标是单位时间内上浮的叶圆片的数量。②减少实验误差就要平衡无关变量，重复实验求平均值。③叶片上浮的原因是光合作用大于细胞呼吸，叶片中氧气增多，叶圆片密度变小，这说明了叶圆片上浮的原因不是细胞呼吸消耗了有机物且产生了CO2。理由应从蒸馏水中叶圆片没有上浮来论述。
(2)利用上述实验材料，还可以探究光照强度或不同的光质对光合作用的影响。
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题组二　影响细胞呼吸的环境因素
6．如图表示O2浓度对马铃薯块茎呼吸速率影响
的变化曲线图，下列叙述错误的是(　　)
A．曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸
B．马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所是线粒体
C．bc段马铃薯块茎细胞中乳酸的含量逐渐降低
D．c点时马铃薯块茎细胞O2的吸收量与CO2释放量相等
√
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C　[曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸，A正确；马铃薯块茎细胞有氧呼吸第二阶段才产生CO2，故产生CO2的场所是线粒体，B正确；bc段马铃薯块茎细胞有氧呼吸越来越强，无氧呼吸越来越弱，但仍存在无氧呼吸，有乳酸的产生，但细胞产生的乳酸也会被转化为其他物质，故此时乳酸的含量可能依然增加，也可能减少，C错误；马铃薯块茎细胞整个呼吸过程，只有有氧呼吸才会消耗O2且产生等量的CO2，故c点时马铃薯块茎细胞O2的吸收量与CO2释放量相等，D正确。]
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7．(多选)如图所示为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其吸收O2量和释放CO2量的曲线。结合此图，下列叙述正确的是(　　)
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A．O2浓度为b时，无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等
B．O2浓度为b时，果实的无氧呼吸水平最低
C．O2浓度为a时，若cd＝ca，则无氧呼吸消耗的葡萄糖量与有氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
D．O2浓度达到b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量
√
√
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BD　[O2浓度为b时，吸收O2量和释放CO2量相等，这时只进行有氧呼吸，A错误，D正确；O2浓度为b时，果实的无氧呼吸水平最低，为0，B正确；O2浓度为a时，若cd＝ca，则无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2量相等，假设都是6，则有氧呼吸消耗葡萄糖为1，无氧呼吸消耗葡萄糖为3，C错误。]
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8．(10分)在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇的含量，结果如表所示。请回答下列问题：
实验处理 正常通气 品种A 正常通气 品种B 低氧 品种A 低氧
品种B
丙酮酸 (μmol·g-1) 0.18 0.19 0.21 0.34
乙醇 (μmol·L-1) 2.45 2.49 6.00 4.00
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(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的场所是______________，丙酮酸转变为乙醇的过程__________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)该实验的自变量是________________________。由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为__________________。
(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B______(填“强”或“弱”)。
细胞质基质
不能
黄瓜品种和通气情况
有氧呼吸和无氧呼吸
强
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[解析]　(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段，其场所是细胞质基质。在供氧不足时，细胞进行无氧呼吸，其中丙酮酸转变为乙醇的过程属于无氧呼吸的第二阶段，此阶段不释放能量，所以不能生成ATP。(2)由表中信息可知，该实验的自变量是黄瓜品种和通气情况。正常通气情况下，黄瓜根系细胞也产生少量的乙醇，说明此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行；在“低氧胁迫”下，黄瓜有氧呼吸受阻，无氧呼吸增强，产生的乙醇增多。(3)实验结果表明，在低氧条件下，品种A产生的丙酮酸比品种B产生的少，而品种A产生的乙醇比品种B产生的乙醇多，所以品种A耐低氧能力比品种B强。
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题组三　光合作用和细胞呼吸原理的应用
9．下列关于光合作用原理应用的叙述，错误的是(　　)
A．作物合理间作套种，可充分利用光能
B．大田种植“正其行，通其风”，能提高作物对CO2的利用
C．适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度
D．白天与夜间适当提高温度，有利于增加大棚蔬菜产量
√
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D　[合理间作套种，可以提高光合作用的面积，提高光能利用率，提高光合作用强度，A正确；“正其行，通其风”，有助于维持CO2浓度，能提高作物对CO2的利用，进而提高光合作用强度，B正确；“光合午休”是植物中午为避免蒸腾作用过强而关闭部分气孔的现象，适时进行灌溉可以缓解作物的“光合午休”程度，C正确；白天适当提高温度可以提高光合作用强度，有利于光合作用产物的积累，夜间适当降低温度可以降低细胞呼吸消耗的有机物，有利于增加大棚蔬菜产量，D错误。]
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10．细胞呼吸的原理广泛应用于生产实践中，下列分析错误的是
(　　)
A．种子贮存时应先晒干，降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸强度
B．应用乳酸菌制作酸奶，应先通气，后密封，有利于乳酸菌发酵
C．水果保鲜可用低温法，降低酶的活性，降低细胞呼吸强度
D．栽种庄稼，要多疏松土壤，提高根细胞的呼吸强度，有利于吸收K＋等生长所需元素
√
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B　[种子贮存时应先晒干，以降低其自由水的含量，从而降低细胞呼吸强度；应用乳酸菌制作酸奶，由于乳酸菌是厌氧菌，因此无氧、密封有利于乳酸菌发酵；水果保鲜可用低温法，以降低酶的活性，从而降低细胞呼吸强度；栽种庄稼时要多疏松土壤，以提高根细胞的呼吸强度，有利于吸收K＋等生长所需元素。]
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11．如图为温室栽培草莓的光合速率日变化曲线图(通过CO2的吸收量表示)。下列相关分析不正确的是(　　)
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A．在B点，草莓产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体
B．CD段光合速率上升的原因可能是打开温室的通风口，提高了CO2浓度
C．EF段光合速率下降的主要原因是温度过高，气孔关闭，CO2摄入不足
D．在7～19时内，草莓有机物的积累量不断升高
√
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C　[在B点时，草莓同时进行光合作用和细胞呼吸，在线粒体中可通过有氧呼吸第二、三阶段产生ATP，在叶绿体中可通过光反应产生ATP，A正确；C点以前温室可能封闭，此时由于草莓光合作用吸收二氧化碳，导致温室内二氧化碳浓度降低，使BC段净光合速率下降，那么CD段光合速率上升的原因就可能是打开温室的通风口，提高了CO2浓度，B正确；EF段光照强度逐渐下降，导致净光合速率下降，C错误；在7～19时内，净光合速率都大于0，那么草莓有机物的积累量会不断升高，D正确。]
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12．某生物学兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究，获得如图所示的实验结果。下列有关分析正确的是(　　)
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A．该实验表明，温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度
B．当光照强度大于7时，该植物在15 ℃和25 ℃的环境中合成有机物的速率相同
C．随着温度的升高，该植物的呼吸速率逐渐增强
D．该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长
√
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D　[图中影响光合作用的因素只涉及温度和光照强度，没有CO2浓度，A错误；当光照强度大于7时，该植物在15 ℃和25 ℃的环境中积累有机物的速率相同，但是25 ℃呼吸速率较大，所以25 ℃时合成有机物的速率较大，B错误；由图示可知，5 ℃和15 ℃时呼吸速率一致，C错误；从图中可以看出，在15 ℃条件下，该植物的净光合速率较高，并且在光照强度为5时就达到了光饱和点，D正确。]
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13．如图为某农作物光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图，图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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，则据图分析，下列叙述错误的是(　　)
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A．在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象
B．曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关
C．适时进行灌溉可以缓解该农作物光合作用的“午休”程度
D．导致曲线Ⅲ所示日变化的主要因素是土壤含水量
√
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D　[分析题图，自变量是土壤含水量、光照强度，因变量是光合速率。由题干信息“曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2、8、15天测得的数据”及分析曲线图可知，在水分充足时(如降雨后第2天)该农作物光合作用没有出现“午休”现象，A正确；由曲线图可知，曲线Ⅱ双峰的形成与光照强度的变化有关，波谷的形成是由光照过强导致气孔关闭，进而固定的CO2减少引起的，即曲线Ⅱ的波谷的形成与气孔有关，B正确；经上述分析可知，在水分充足时该农作物光合作用没有出现“午休”现象，故适时进行灌溉可以缓解农作物光合作用的“午休”程度，C正确；导致曲线Ⅲ所示日变化的主要因素是光照强度，导致曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应光合速率不同的主要因素是土壤含水量，D错误。]
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14．以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是(　　)
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A．图甲中氧浓度为a时的情况对应的是图乙中的A点
B．图甲中氧浓度为b时的情况对应的是图乙中的CD段
C．图甲的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度
D．图甲中氧浓度为d时没有乙醇产生
√
题号
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B　[图甲中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的A点，A正确；图甲中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应图乙中AC段，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度(图甲中的氧浓度c)，C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有乙醇产生，D正确。]
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15．(10分)某实验小组同学分别用40 W的白色、红色和黄色灯管做光源，设置不同的CO2浓度，处理葡萄试管苗。培养一段时间后，测定试管苗的净光合速率，结果如图所示，请回答问题：
题号
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(1)该实验的目的为探究_____________________________________ ____________________。
(2)若用14C标记CO2，在光合作用的过程中，14C依次出现在_____________等物质中。
(3)据图分析，a点的净光合速率大于c点，简要分析其原因是_________________________________________________________________________________________；
不同波长的光和CO2浓度对试管苗光合
作用的影响(3分)
C3、(CH2O)
叶绿体的色素吸收红光多于黄光，a点真光合速率更高，所以a点净光合速率大于c点(2分)　
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在红光条件下，CO2浓度为300 μl·L-1时，对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量__________(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸产生的CO2量。
(4)为探究黄光培养条件下试管苗的叶绿素含量是否发生改变，提出实验思路如下：分别取__________和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取并分离其中的色素，通过比较滤纸条上从上到下第__________条色素带的宽度来判断叶绿素含量是否发生改变。
大于　
白光
三、四
题号
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(5)在温室中增施农家肥，一方面农家肥含有植物所需的无机盐，另一方面农家肥中的有机物被微生物分解时会产生__________，可以提高植物光合作用效率。
CO2
题号
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[解析]　(1)根据实验结果可知，该实验探究的是在不同波长的光的照射下，CO2浓度的变化对试管苗净光合速率的影响，即自变量是CO2浓度和不同波长的光。
(2)若用14C标记CO2，在光合作用的过程中，CO2首先与C5结合生成C3，而后经过还原过程变成有机物，因此，14C依次出现在C3、(CH2O)等物质中。
题号
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(3)叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，在题中实验条件下，试管苗吸收红光多于黄光，a点真光合速率更高，所以a点净光合速率大于c点。在红光条件下，CO2浓度为时，此时试管苗的净光合速率为零，对葡萄试管苗所有能进行光合作用的细胞来说，叶绿体消耗的CO2量大于细胞呼吸产生的CO2量，因为单就试管苗中能进行光合作用的细胞来讲，其净光合速率大于零。
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(4)要探究黄光培养条件下葡萄试管苗的叶绿素含量是否发生改变，可以分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并用层析液分离，通过比较滤纸条上的叶绿素a、b色素带的宽窄(或叶绿素a、b色素带颜色深浅)即通过判断滤纸条上从上到下第三、四条色素带的宽度(或颜色深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。
(5)在温室中增施农家肥，一方面农家肥含有植物所需的无机盐，另一方面农家肥中的有机物被微生物分解时会产生CO2，CO2为光合作用的原料，补充CO2可以提高植物光合作用效率。
谢 谢！