专题02 细胞呼吸与光合作用的综合-备战2021年高考生物核心考点透析(原卷版).docx
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1、专题02 细胞呼吸与光合作用的综合一、光合作用与有氧呼吸的区别项目光合作用有氧呼吸物质变化无机物合成有机物有机物被分解成无机物能量变化光能稳定的化学能稳定的化学能热能、ATP中活跃的化学能实质合成有机物,储存能量分解有机物、释放能量,供细胞利用场所主要是叶绿体细胞质基质和线粒体条件只在光下进行时刻都能进行二、光合作用与有氧呼吸的联系(1)物质方面C:CO2C6H12O6C3H4O3CO2O:H2OO2H2OH:H2OHC6H12O6HH2O(2)能量方面光能ATP中活跃的化学能C6H12O6中稳定的化学能三、在不同的光照条件下,光合速率与呼吸速率的计算(1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表
2、示呼吸速率。(2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。(3)真光合速率净光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:光合作用产生的O2量实测的O2释放量细胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2量实测的CO2吸收量细胞呼吸释放的CO2量。光合作用产生的葡萄糖量葡萄糖的积累量(增重部分)细胞呼吸消耗的葡萄糖量。四、细胞呼吸与光合作用过程图解(1)物质名称:b:O2,c:ATP,d:ADP,e:NADPH(H),f:C5,g:CO2,h:C3。(2)生理过程及场所序号生理过程光反应暗反应有氧呼吸第一阶段有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段场所叶绿
3、体类囊体薄膜叶绿体基质细胞质基质线粒体基质线粒体内膜五、光合作用与细胞呼吸物质及能量转化(1) 光合作用和细胞呼吸中各种元素的去向C:CO2有机物丙酮酸CO2H:H2OH(CH2O)HH2OO:H2OO2H2OCO2有机物(2) 光合作用和细胞呼吸中ATP的来源及去路分析光合作用中ATP的来源及去路来源:光反应类囊体薄膜上;去路:暗反应叶绿体基质中。 细胞呼吸中ATP的来源和去路ATP合成:a、b、c都产生ATP,场所为细胞质基质和线粒体;ATP分解为各项生命活动供能。(3) 光合作用和细胞呼吸中H的来源和去路分析项目光合作用细胞呼吸来源过程H2OHO2C6H12O6丙酮酸4H;2丙酮酸6H2
4、O6CO220H场所叶绿体的类囊体薄膜细胞质基质、线粒体基质去路过程C3(CH2O)24H6O212H2O场所叶绿体基质线粒体内膜特别提醒光合作用中产生的H是还原型辅酶(NADPH)简化的表示方式,而细胞呼吸中产生的H是还原型辅酶(NADH)简化的表示方式,二者不是一种物质,尽管书写形式相同。还原氢的书写形式一定不能写成H、H或H2,只能写成H、NADH或NADPH。六、利用曲线和图解分析真正光合速率和净光合速率(1) A点(2) AB段(3) B点(4) B点后七、植物“三率”的含义、关系及判定1. 植物“三率”间的内在关系(1) 呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条
5、件下测得的值单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。(2) 净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。(3) 真正光合速率净光合速率呼吸速率。2.植物“三率”的判定(1) 根据坐标曲线判定:当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值绝对值代表呼吸速率,该曲线代表净光合速率,当光照强度为0时,若CO2吸收值为0,该曲线代表真正光合速率。(2) 根据关键词判定检测指标呼吸速率净光合速率真正(总) 光合速率CO2释放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)释放量产生量有机物消耗量(黑暗)积累量制造量、产生量特别提醒光合
6、速率与植物生长(1)当净光合速率0时,植物因积累有机物而生长。(2)当净光合速率0时,植物不能生长。(3)当净光合速率0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。八、光合作用与细胞呼吸的“关键点”移动1.曲线中补偿点和饱和点的移动规律CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左
7、移。(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。2.曲线上其他点(补偿点之外的点)的移动方向在外界条件的影响下,通过分析光合速率和呼吸速率的变化,进而对曲线上某一点的纵、横坐标进行具体分析,确定横坐标左移或右移,纵坐标上移或下移,最后得到该点的移动方向。九、自然环境及密闭容器中植物光合作用曲线及分析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
8、) 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。特别提醒解答呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息(1) 光照强度为“0”意味着光合作用不能进行,此时气体变化量全由细胞呼吸引起,可作为呼吸强度指标。(2) 光照下吸收CO2量应为净光合量。(3) 光照培养阶段,密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的“差值”,切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。十、光合作用速率和呼吸作用速率的测定1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率(1) 测定装置(2) 测定方法及解
9、读 测定呼吸速率a. 装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。b. 玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。c. 置于适宜温度环境中d. 红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 测定净光合速率a. 装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用需求。b. 必须给予较强光照处理,且温度适宜。c. 红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。2.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,只有呼吸作用,而白瓶既能进行光合作用又能进行呼吸作用,所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值,用白瓶(有光照的一组)测得的
10、为表观(净)光合作用强度值,综合两者即可得到真正光合作用强度值。3.“半叶法”测光合作用有机物的生产量将叶片一半遮光,一半曝光,遮光的一半测得的数据变化值代表呼吸作用强度值,曝光的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值,综合两者可计算出真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理,以防止有机物的运输。4.“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素利用“真空渗入法”排除叶肉细胞间隙的空气,充以水分,使叶片沉于水中。在光合作用过程中,植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全
11、部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用的强弱。5.“梯度法”探究影响光合作用的因素用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度的装置,可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。特别提醒(1)注意变量的控制手段。如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡,但与植物的距离不同)进行控制,不同温度可用不同的恒温装置控制,CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。(2)不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行对照实验,而应该用一系列装置进行相互对照。(3)无论哪种装置,在光下测得的数值均为“净光合作用强度值”。1、 选择题:1.下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的
12、图解,其中甲丁表示相关过程,ae表示相关物质。据图判断下列说法正确的是()A.若增加光照强度,则短时间内乙过程中C3含量增加B.a中的O全部来自氧气,H全部来自葡萄糖C.该细胞白天进行甲和乙过程,夜晚进行丙和丁过程D.乙中H被消耗的过程伴随ATP含量的减少,丁中H被消耗的过程中伴随ATP含量的增加2.下图表示细胞中与水分子代谢有关的生理过程,下列相关叙述错误的是()A.属于生物膜系统的结构有甲、乙、丙 B.结构甲产生的H2O中的氢来自于葡萄糖和水C.结构乙中H2O分解的部位是类囊体薄膜 D.结构丁上合成多肽链时生成的水分子数等于氨基酸数3.如图是H随化合物在生物体内的转移过程,下列说法正确的是
13、()A.产生的H可在过程中将五碳化合物还原 B.H经转移到水中,其过程需氧气参与C.能形成ATP的过程有 D.过程在线粒体中进行4.下列关于光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是()A.正常进行光合作用的细胞,突然停止CO2供应后叶肉细胞内C5/C3的值减小B.细胞呼吸产生的ATP可用于肌肉收缩、主动运输等生命活动C.对真核生物而言,细胞呼吸产生ATP的场所一定是线粒体D.光合作用产生的H可进入线粒体参与H2O的生成5.下列有关光合作用和细胞呼吸原理的应用的说法,正确的是()A.手指受伤时,选择透气的消毒纱布包扎,可以抑制破伤风杆菌的繁殖B.连续阴雨,白天适当降低大棚内的温度,不利于提高作物产量C
14、.合理密植、保证行间通风有利于提高农作物产量D.用乳酸菌制酸奶时,应先通气后密封,利于乳酸菌发酵6下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2和H的变化,相关叙述正确的是()A过程发生在叶绿体类囊体薄膜上,过程发生在线粒体的内膜上B过程发生在线粒体中C过程均需要H和ATP的参与D过程产生的H是相同的物质,过程在线粒体中进行7将盆栽植物天竺葵浇上含18O的水后,置于密闭的玻璃钟罩内,再把整个装置放在室外阳光下,并保持适宜的温度条件。一周后,玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有18O()O2水蒸气CO2葡萄糖氨基酸脂肪A中含有,中没有 B中含有,中没有C中含有,中没有 D中都可能含
15、有8.分析下面有关光合作用和呼吸作用的曲线图,下列相关说法正确的是()A.甲图中C点时的温度如果对应乙图的t1,则当温度变为t2时,C点将向左下方移动B.乙图中温度提升到t4时,有机物积累速率达最大值C.丙图中20 和45 时,CO2同化速率相近的原因相同D.丁图中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,而对绿光吸收最少9下图表示在夏季晴朗的白天,某植物处于密闭、透光但原料充足的环境下所测得的某些物质的变化情况。下列叙述不正确的是()A图A曲线可表示O2浓度的变化 B图B曲线可表示CO2浓度的变化C图A曲线可表示植株重量的变化 D图B曲线可表示土壤中矿质元素量的变化10将某绿色盆栽植物置于密闭容器内暗处理
16、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()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时的有机物积累量D该植物从20时开始只进行无氧呼吸11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
17、点左移 Dc点时,植物的氧气产生量为V212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2、 非选择题:13如图是密闭的玻璃罩内植物在不同光照和CO2浓度下测得相关的曲线图,请回答下列问题:(1)若图甲是在CO2浓度为G点时,改变光照强度测得的曲线,则CO2浓度由曲线中G点增加到H点时,图甲中D点移动方向为_(填“左移”“右移”或“不变”)。(2)若图甲是在CO2浓度为H点时,改变光照强度测得
18、的曲线,则CO2浓度由曲线中H点增加到I点时,图甲中D点移动方向为_(填“左移”“右移”或“不变”)。14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”),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)15.某生物研究小组用某种绿色植物做实验材料,做了如下实验:图1为某植物在密闭透光的玻璃小室内一昼夜CO2浓度的变化(假若一昼夜6
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