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第三讲能量之源——光与光合作用第3课时光合作用与细胞呼吸的关系NO.2NO.1考点突破——层级化·重点化演练提能——真题集训验能力NO.2演练提能——课下检测查缺漏返回考点突破——层级化·重点化NO.1返回考点一光合作用与细胞呼吸物质和能量转化关系返回返回1．比较法助记光合作用和有氧呼吸的区别有氧呼吸光合作用项目有光、无光都能进行只在光下进行条件活细胞(主要在线粒体)叶绿体场所分解有机物，释放能量，供细胞利用合成有机物，储存能量实质稳定的化学能→活跃的化学能(放能)光能→化学能(储能)能量变化有机物→无机物无机物→有机物物质变化返回2．图解法助记光合作用与细胞呼吸的联系返回对点落实返回1．判断下列有关叙述的正误(1)适宜光照下，在叶肉细胞中CO2的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()(2)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP()(3)光合作用的光反应产生的ATP用于C3还原、CO2的固定及物质运输等过程()(4)细胞呼吸产生的ATP也可用于暗反应中C3的还原()√×××返回据图回答下列问题：(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是______、______、_______、_______，[H]代表的物质主要是______。(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_______(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是__________________________________________。解析2．(2017·全国卷Ⅱ)下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。返回理解返回1．从元素转移角度分析光合作用与细胞呼吸的联系元素流动过程CO2――→暗反应(CH2O)――→有氧呼吸Ⅰ丙酮酸――→有氧呼吸ⅡCO2H2O―――→光反应O2―――――→有氧呼吸ⅢH2OH2O―――→光反应[H]――→暗反应(CH2O)―――――→有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ[H]――――→有氧呼吸ⅢⅢH2OCOH返回2．光合作用与细胞呼吸中[H]与ATP的来源及去路分析(1)[H]的来源和去路比较：返回(2)ATP的来源与去路比较：返回特别提醒光合作用中的[H]为NADPH，细胞呼吸中[H]为NADH。返回对点落实返回A．过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上，过程④发生在线粒体的内膜上B．过程⑦发生在线粒体中C．过程⑤⑥均需要[H]和ATP的参与D．过程①③产生的[H]是相同的物质，过程⑧在线粒体中进行解析3．(2018·三亚模拟)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()返回4．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()①O2②水蒸气③CO2④葡萄糖⑤氨基酸⑥脂肪A．①②中含有，③④⑤⑥中没有B．①②③中含有，④⑤⑥中没有C．①②③④中含有，⑤⑥中没有D．①②③④⑤⑥中都可能含有解析：植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中，水还可经过光合作用生成氧气，存在于周围的空气中；植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中，二氧化碳也会释放到周围的空气中；二氧化碳中的氧，通过光合作用又可转移到葡萄糖中，而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸，从而18O可进入脂肪和氨基酸等有机物中。答案：D返回归纳拓展C18O2、18O2、H182O在光合作用和细胞呼吸中转移途径的分析返回C18O2、18O2、H182O在光合作用和细胞呼吸中转移途径的分析(1)葡萄糖参与的有氧呼吸与光合作用反应式：①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶6CO2＋12H2O②光合作用：6CO2＋12H2O――→叶绿体C6H12O6＋6O2＋6H2O(2)转移过程：返回考点二光合速率、呼吸速率及其相互关系返回返回[典型图示]光合作用、呼吸作用的“三率”图示分析返回[问题设计](1)“三率”的表示方法：①呼吸速率：绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内释放量或吸收量，即图1中点。②净光合速率：绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2______、CO2或有机物，即图1中的______段对应CO2量，也称为表观光合速率。③总光合速率＝＋，即图1中的对应的CO2总量。CO2O2A释放量吸收量积累量C′C净光合速率呼吸速率AD返回(2)图2中曲线Ⅰ表示，曲线Ⅲ表示，曲线Ⅱ表示_______。交点D对应点E，此时净光合量为，__点时植物生长最快。(3)图3中曲线c表示，d表示，c＋d表示___________。在G点时，总光合速率是呼吸速率的倍。总光合量呼吸量净光合量0B净光合速率呼吸速率总光合速率2返回(4)图1中B对整个植株而言，光合速率呼吸速率，而对于叶肉细胞来说，光合速率呼吸速率。＝＞返回对点落实返回A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高B．净光合作用的最适温度约为25℃C．在0～25℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D．适合该植物生长的温度范围是10～50℃解析1．(2017·北京高考)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是()返回2．在自然光照下，有些植物的光合速率并不能达到最大值，需要进行适当的遮光处理。某科研人员为了探究适合某种草莓种植的遮光程度，进行了相关实验，结果如图所示。回答下列相关问题：(1)草莓的种类属于该实验的________变量，该科研人员在选择该种草莓植株时，应考虑的因素有_________________。(2)不遮光组与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比，植株干重较小，试分析原因：______________________________________________。返回(3)若遮光程度大于Ⅱ时，植株干重会逐渐降低，则可以确定最适宜遮光程度的范围为________，据上所述，若要得到最适遮光程度应如何继续实验？_____________________。(4)将实验所用草莓置于无光、30℃的环境中，测得草莓植株释放CO2的速率为8mg/h，而置于适宜遮光程度、30℃的环境中，测得草莓植株吸收CO2的速率为36mg/h。假设光合作用产生的有机物为葡萄糖，呼吸作用消耗的有机物也是葡萄糖，据此可以判断该草莓植株在适宜遮光程度、30℃的环境中光合作用每小时产生葡萄糖________mg。返回解析：(1)该实验的目的是探究适合某种草莓种植的遮光程度，自变量是光照强度或遮光程度，如草莓的种类等对实验结果有影响的因素均属于无关变量。无关变量应保持一致，所以该实验选择的该种草莓植株生长状况和大小等要相同。(2)对于草莓而言，与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比，不遮光时的光照强度过强，导致叶面温度过高，蒸腾作用增大，引起部分气孔关闭，植株从外界吸收的CO2减少，致使光合速率降低，所以植株干重较小。(3)若遮光程度大于Ⅱ时，植株干重会逐渐降低，说明最适宜遮光程度在Ⅰ～Ⅱ范围内。在确定最适宜遮光程度范围(Ⅰ～Ⅱ)的前提下，要得到最适遮光程度，应在遮光度Ⅰ～Ⅱ之间增加若干组实验。返回(4)无光、30℃的环境中，该草莓植株释放CO2的速率表示呼吸速率，为8mg/h；置于适宜遮光程度、30℃的环境中，该草莓植株吸收CO2的速率为36mg/h，该数值表示净光合速率。依据“净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率”可知，该草莓植株的实际光合速率即固定CO2的速率为44mg/h，折算成葡萄糖为30mg/h。答案：(1)无关生长状况和大小等要相同(2)光照过强，导致叶面温度过高，蒸腾作用增大，引起部分气孔关闭，植株从外界吸收的CO2减少，致使光合速率降低(3)Ⅰ～Ⅱ在遮光度Ⅰ～Ⅱ之间增加若干组实验(4)30返回归纳总结解答与呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息返回解答与呼吸作用、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。(4)植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量”。只有净光合量＞0植物才能生长。返回探究返回光合速率的测定返回1．气体体积变化法——测光合作用O2产生的体积或CO2消耗的体积返回[实验原理](1)甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。(2)乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。返回2．叶圆片称重法——测定有机物的变化量[实验原理]测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。返回3．半叶法——测定光合作用有机物的产生量[实验原理]将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超过部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。返回4．黑白瓶法——测溶氧量的变化[实验原理]将装有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此，真光合作用量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。返回对点落实返回解析3．(2018·西安模拟)下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是()A．甲、乙装置水滴都左移B．甲、乙装置水滴都右移C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移返回4．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是16时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)()A．(3y－2z－x)/6B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6D．(2y－x－z)/3解析返回5.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。如图所示，“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法(可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理)阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。若M＝MB－MA，则M表示_________________________。解析返回A．黑瓶中的生物呼吸消耗氧气，但没有光照，植物不能进行光合作用产生氧B．光照强度为a时，白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等，说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用C．当光照强度为c时，白瓶中植物产生