1、光合作用与细胞呼吸的关键点移动模型及特定条件下相关变量的分析一、光合作用与细胞呼吸的关键点移动模型的构建及应用分析【考题范例】已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为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、上移审答提示(1)明确a、b、d三个关键点的含义(2)明确题目给定的条件及改变的条件解析：选C。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“光合作用和细胞呼吸的最适温
2、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度，在25 时细胞呼吸强度降低，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光合作用强度仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度，即b点左移。【备考锦囊】光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动(1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点下移；细胞呼吸减弱，A点上移。(2)补偿点(B点)的移动细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。细胞呼吸速率基本不变，相关条件
3、的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。(3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时， C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。【应考提升】1已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 和30 ，如图为该植物在25 条件下光合作用强度随光照强度变化的曲线图。下列相关叙述正确的是()Aa点时细胞呼吸只受温度的影响Bb点时植物才开始进行光合作用C提高到30 ，b点右移c点左移Dc点时，植物的氧气产生量为V2解析：选C。a点植物只进行呼吸作用，除了受温度影响外还受氧浓度等因素的影响，A错误；a点以后随光照的增
4、加光合作用逐渐加强，b点是补偿点，光合作用等于呼吸作用，B错误；如果温度提高到30 ，呼吸作用加快，所以a点上移，光合作用酶的活性降低，所以光合作用速率降低，要完成对呼吸作用的补偿需要较强的光照，因此b点右移，饱和点需要的光照强度降低，因此c点左移，C正确；c点时O2的产生量即是总光合作用速率呼吸作用速率净光合作用速率V1V2，D错误。2如图表示20 时玉米光合速率与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是()ASASBSC表示光合作用总量BSCSA表示净光合作用量C光照强度从 B到 D点变化过程中，C3逐渐减少D若提高CO2浓度，则 B点左移解析：选A
5、。SASB表示呼吸作用消耗的总量，SBSC表示光合作用总量，A错误；玉米光合作用有机物净积累量光合作用总量呼吸作用消耗SBSC(SASB)SCSA，B正确；光照强度从B到D点变化过程中，光照强度增加，光反应产生的H和ATP增加，被还原的C3增多，所以细胞中的C3逐渐减少，C正确；提高CO2浓度，光补偿点减小，则B点左移，D正确。二、自然环境及密闭容器中相关变量的模型构建及应用分析【考题范例】科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因B致使bc段、mn段Pn下降的
6、原因是气孔关闭C致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱D适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施审答提示(1)明确露地栽培和大棚栽培在lm段和ab段，均随着光照强度不断增大光合速率迅速上升；(2)明确mn段与bc段光合速率(Pn)下降的原因不同：前者是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，后者是光合作用强度大于呼吸作用所致。解析：选B。早晨太阳出来后光照强度不断增大，使得露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升，A项正确；大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是太阳出来后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降，而露地栽培的油桃在mn
7、段Pn下降，是因为环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2，B项错误；15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致，C项正确；适时浇水从而避免植物因缺水导致气孔关闭，增施农家肥从而增加CO2浓度是提高大田作物产量的重要措施，D项正确。【备考锦囊】1自然环境中一昼夜植物光合作用曲线(1)开始进行光合作用的点：b。(2)光合作用与呼吸作用相等的点：c、e。(3)开始积累有机物的点：c。(4)有机物积累量最大的点：e。2密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线(1)光合作用强度与呼吸作用强度相等的点：D、H。(2)该植物一昼夜表现为生长，其原因是I点CO2浓度低于A点CO2浓度，说明
8、一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即植物光合作用呼吸作用，植物生长。【应考提升】1图甲为依据某植物夏季一昼夜中CO2的释放量和吸收量所绘制的曲线图，图乙为氢随化合物在生物体内的转移过程，下列说法正确的是()A图甲bc段和de段光合作用速率都下降，此时造成光合作用速率下降的原因相同B图乙中H经转移到葡萄糖中，首先H与A结合，该转变过程属于光反应C图甲中c点出现的原因是因为光照强度减弱造成的D图乙中H经转移到水中，其过程需氧气参与解析：选D。图甲bc段光合速率下降是中午蒸腾作用过强导致气孔关闭，二氧化碳供应不足；de段光合作用速率下降是午后光照强度下降所致，A错误；图乙中H经转移到葡萄糖中，首先H与
9、A结合，该转变过程属于暗反应，B错误；图甲中c点出现的原因是中午蒸腾作用过强导致气孔关闭，二氧化碳供应不足，导致光合作用速率略有下降，C错误；图乙中H经转移到水中，其过程需氧气参与，为有氧呼吸第三阶段，D正确。2将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理后，测得容器内CO2和O2浓度相等(气体含量相对值为1)，在天气晴朗时的早6时移至阳光下，日落后移动到暗室中继续测量两种气体的相对含量，变化情况如图所示，下列分析正确的是()注：两条曲线在20时前沿水平虚线上下对称A只有在8时光合作用强度与呼吸作用强度相等B在916时之间，光合速率大于呼吸速率，O2浓度不断上升C该植物体内17时有机物积累量小于19时
10、的有机物积累量D该植物从20时开始只进行无氧呼吸解析：选B。图中光合作用强度与呼吸作用强度相等的点有10时、20时，A错误；由图可知，在916时之间，O2量不断增加，CO2量不断减少，说明光合速率大于呼吸速率，O2浓度不断上升，B正确；该植物体内17时有机物积累量大于19时的有机物积累量，C错误；该植物20时以后，氧气浓度继续减少，说明植物进行有氧呼吸，D错误。3研究小组将某亚热带绿色植物置于15 的一密闭透明玻璃容器内，测定装置中氧气含量，结果如图所示，据此回答下列问题：(1)OA段，装置中氧气参与的细胞中的代谢过程是_。(2)开始光照的A时刻，叶肉细胞中C5会_(填“增加”“减少”或“不变
11、”)，BD段玻璃容器中植物光合速率的变化趋势是_，产生上述变化的原因是_。(3)想要缩短达到D点的时间，可以_(答出一点即可)。解析：(1)结合前面的分析可知，在OA之间，容器处于黑暗条件下，此时植物只进行呼吸作用，因此氧气参与的是植物有氧呼吸第三阶段。(2)A之后给予光照，叶肉细胞中通过光反应产生ATP和H，还原C3生成C5，此时C5与CO2的固定速率没有立即增加，所以C5会在叶绿体内积累增加。B到D时，氧气的释放量大于黑暗时氧气的消耗量，氧气量增加，说明植株的光合速率大于呼吸速率，但是随着时间的延长，由于密闭容器内CO2不断减少，植物光合速率逐渐减小直至等于植物的呼吸作用速率(即光合产氧量
12、呼吸耗氧量)而趋于稳定。(3)根据前面的分析可知，随光照时间延长，到达D点以后，植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，容器内的氧气总量将不再发生变化。要想缩短达到D点的时间，则必须通过改变影响光合作用的因素来提高光合速率，所以可以适当提升容器内的温度或适当增大光照强度。答案：(1)植物有氧呼吸的第三阶段(与H结合形成水，并产生大量能量)(2)增加逐渐降低后保持不变随着光照时间的延长，光合作用消耗CO2大于呼吸作用产生CO2，使容器中CO2浓度不断下降，进而光合作用速率随之降低。当容器中的CO2浓度降低到一定程度时，植物的光合速率等于呼吸速率，因此光合速率不变(3)适当提升容器内的温度或适当增大光照强度
