1.从考查内容上看,主要集中在影响细胞呼吸、光合作用的因素上。 2.从考查角度上看,多以曲线为信息载体将光合作用与细胞呼吸联系在一起,分析外界环境因素对二者的影响及其在生活生产中的应用。
3.从命题趋势上看,预计2013年高考命题仍会联系生产生活实际,以图表曲线或实验探究分析的形式,考查光合作用与呼吸作用的关系及影响因素。
影响光合作用的因素
[例1] (2012·重庆高考)长叶刺葵是棕榈科热带植物。为了解其引种到重庆某地后的生理状况,某研究小组在水分充足、晴朗无风的夏日,观测得到了该植物光合速率等生理指标日变化趋势图(如下图)。
(1)据图分析:
①光合作用消耗ATP最快的时刻是________。根吸水能力最强的时刻是________。
②直接引起蒸腾速率变化的生理指标是________;推测导致12:00时光合速率出现低谷的环境因素主要是________(填“光照”或“CO2”)。
③在14:00时若适当提高CO2浓度,短时间内叶绿体中[H]含量的变化是________。
(2)若该地土壤缺钙,一段时间后该植物首先表现出钙缺乏症的是________(填“老叶”或“幼叶”)。
(3)假设若干年后将引种后代重新移栽回原产地,与原产地长叶刺葵杂交不育,原因是地理隔离导致了________。
[解析] (1)光合速率最大时光合作用消耗ATP最快,即图示10:00;植物
根吸水的主要动力是蒸腾作用产生的蒸腾拉力,故蒸腾速率最大的时刻就是根吸水能力最强的时刻,即图示12:00;由图可知,蒸腾速率与气孔导度呈现同步变化趋势,故直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔导度;由图可知,12:00时气孔导度出现峰值,说明此时CO2供应充足,所以此时导致光合速率出现低谷的环境因素主要是光照;在适当提高CO2浓度的条件下,光合作用的暗反应增强,对[H]的需求增加,故叶绿体内[H]含量下降。(2)钙元素在细胞中以稳定化合物的形式存在,故在土壤中缺钙的条件下,植物首先表现出缺乏症状的是幼叶。(3)若干年后的引种后代与原产地长叶刺葵杂交不育,说明形成了新物种;长期的地理隔离导致生殖隔离是新物种形成的一种常见形式。
[答案] (1)①10:00 12:00 ②气孔导度 光照 ③降低 (2)幼叶 (3)生殖隔离
内、外因素对光合作用的影响
影响光合作用的内部及外部因素是不断变化的,因此植物光合作用强度也经常变化。
(1)影响光合作用的内部因素主要有叶片中叶绿素的含量、酶的数量、酶的活性等。
(2)影响光合作用的外界因素主要有光照强度、光质、温度、CO2浓度等。 ①一般而言,光照强度增加,光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同,在光照强度增加相同的情况下,光合作用强度的增强程度并不相同,并且当光照强度增加到一定值时,光合作用强度不再增加。
②温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应中酶的催化活性,因此也会影响光合作用强度。实验结论的分析往往借助温度对酶活性的影响规律。
③二氧化碳是光合作用的原料之一,因此CO2的含量直接影响光合强度,在一定浓度范围内,增加CO2浓度,光合作用强度增加。
1.分析甲、乙、丙三图,下列说法错误的是( )
A.图乙中,若光照强度相同,在t3时植物净光合作用量最大 B.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表叶绿素 C.用塑料大棚种植蔬菜时,应选用无色透明的塑料薄膜
D.图甲中,若其他条件适宜,光照强度小于b(大于0)时,也能进行光合作用
解析:选A 净光合作用量(速率)=总光合作用量(速率)-呼吸作用量(速率),据图乙可知,最大净光合作用量(速率)应位于t2与t3之间;据图丙(吸收光谱)可知,f既吸收蓝紫光,又吸收红光,应为叶绿素,而e只吸收蓝紫光,应为类胡萝卜素;无色塑料薄膜能透过各种可见光,有利于蔬菜吸收光能进行光合作用,提高农作物的产量;图甲中,在光照强度为0时,a(CO2释放量)代表细胞呼吸速率,当光照强度大于0、小于b时,比a点释放的CO2量减少的部分用于光合作用。
2.某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃。右图为该植物处在25℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是( )
A.a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响 B.b点时植物才开始进行光合作用
C.若将温度从25℃提高到30℃时,a、d点均上移 D.c点时该植物的O2产生量为|V1|-|V2|
解析:选C a点时,光照强度为0,植物细胞只进行呼吸作用,O2的吸收量表示细胞呼吸强度,此时细胞的呼吸作用除受温度的影响外,还受O2浓度等条件的影响;b点表示该光照强度下既没有O2的释放,又没有O2的吸收,即呼吸速率等于光合速率;30℃时,细胞呼吸强度增大,a点上移,在d所对应的光
照强度下,光合作用产生的O2更多地用于有氧呼吸,d点上移;c点时,该植物的O2产生量为|V1|(呼吸作用耗氧量)+|V2|(净释放氧量)。
光合作用和细胞呼吸的相关计
[例2] 下图1表示将A、B两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中,给予一定的光照,利用红外测量仪每隔5 min测定小室中的CO2浓度。图2表示给予不同强度的光照,测定A、B两种植物叶片的CO2吸收量和CO2释放量(注:实验中所用的A、B两种植物叶片的叶面积相等,且实验都在相同且适宜的温度下进行,忽略光照对呼吸作用的影响)。请据图分析回答:
算
(1)由图1可知,A、B植物叶片的光合作用强度受________的影响。从实验开始到10 min这段时间内,A植物叶片干重的变化趋势是________。
(2)若A植物在第5 min时,光照突然降低而其他条件不变,三碳化合物(C3)的合成速率将会________(增大、减小、基本不变)。
(3)在第25~40 min期间,两个密闭小室内CO2含量相对稳定的原因是____________________________。从实验开始到第40 min这一阶段,A植物积累的有机物量比B植物的要________。
(4)由图2可知,当光照强度为b klx时,A植物叶片中叶绿体吸收CO2的速率是________mg/(m2·h)。若每日光照12小时,给予的光照强度为m klx(a<m<b),则一昼夜中B植物的干重将________。
[解析] (1)光合速率可用CO2的消耗量(小室内CO2净消耗量+细胞呼吸释放量)表示。图1中,随着时间的延长,小室内CO2浓度降低,CO2的吸收速率下降,光合速率(小室内CO2净消耗量+细胞呼吸释放量)下降。因此A、B植物叶片的光合作用强度受CO2浓度的影响。小室内CO2的净消耗量与光合作用有
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