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主题串记(二)[自主学习课]探究知识逻辑|理清知识联系|适时温故复习|高效长久记忆以物质和能量转化为主线，串联细胞呼吸与光合作用光合作用和细胞呼吸是细胞代谢的主要内容，是细胞产生ATP的两个重要来源。它们在物质转变和能量转换方面是相互联系的。通过物质和能量这条主线，可以串联细胞呼吸和光合作用的过程、场所及物质和能量的相互转化关系，这也是高考命题的热点。第三单元细胞的代谢[构建联系][主干梳理]1．物质转化关系(1)从反应式确定元素的来源和去向：①光合作用总反应式：O2中的氧原子全部来自H2O；CO2中的碳原子经C3进入(CH2O)中。②需氧呼吸反应式：产生的H2O中的氧原子全部来自O2，与反应物H2O中氧原子无关。(2)光合作用与需氧呼吸的物质转化：C：CO2―→C3―→C6H12O6―→C3H4O3―→CO2光合作用需氧呼吸H：H2O―→NADPH―→C6H12O6―→[H]―→H2O光合作用需氧呼吸O：H2O―→O2―→H2O光合作用需氧呼吸H2O―→[H]―→H2O需氧呼吸(3)[H](NADPH)和ATP的来源、去向分析：用于各项生命活动(植物的C3还原除外)用于C3还原供能去向三个阶段都产生光反应阶段产生来源ATP用于第三阶段还原O2还原C3去向需氧呼吸第一、二阶段H2O光解产生来源[H]需氧呼吸光合作用项目2.能量转化关系1．下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，下列有关说法不．正确的是()A．图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜B．光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解，用于③过程中C3的还原C．在需氧呼吸的第一阶段，除产生[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸D．②、④过程中产生ATP最多的是④过程解析：根据题干信息可知a、b为光合作用的原料，a经过①过程产生O2，应为光反应过程，b经过③过程产生C6H12O6(葡萄糖)，应为碳反应过程，②过程消耗O2，应为需氧呼吸的第三阶段，④过程消耗C6H12O6，产生[H]、ATP和CO2，相当于需氧呼吸的第一、二阶段，需氧呼吸过程中产生ATP最多的是第三阶段，即②过程。答案：D2．下面为几种环境因素对植物光合作用影响的关系图，有关描述错误的是()A．图1中，若光照强度适当增强至最适状态，a点左移，b点右移B．图2中，若CO2浓度适当增大至最适状态，a点左移，b点右移C．图3中，a点与b点相比，a点时叶绿体中C3含量相对较多D．图4中，当温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少解析：图1和图2中的a点代表光合作用和呼吸作用相等时光合作用的强度，在曲线达到最高点之前，光照强度和CO2浓度都是限制光合作用强度的因素，当其中一个因素增强，要达到相同的生理状态，另一个因素在其相对较弱时即可满足，故图1中光照强度适当增大至最适状态时，a点会左移，图2中CO2浓度适当增大至最适状态时，a点也会左移；图1和图2中的b点代表饱和点，限制因素光照强度和CO2浓度适当增强时，光合作用强度也会增大，所需的CO2浓度和光照强度也会增强，b点右移；图4中“光照下CO2的吸收量”为植物表观光合量(植物有机物积累量)，“黑暗中CO2的释放量”为植物呼吸量，故当温度高于25℃时，植物光合作用积累的有机物的量开始减少，而不是植物光合作用制造的有机物的量(植物总光合量)开始减少。答案：D3．下面是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，相关叙述错误的是()A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率B．细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N1小于m2解析：结合图示可知，细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率；细胞②没有与外界进行气体交换，此时光合速率与呼吸速率相等；细胞③需要从外界环境吸收CO2，并向细胞外释放O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的CO2包括呼吸作用产生的N2和从环境中吸收的N1；细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明此时细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度，细胞进行需氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量(吸收量)m2与CO2的净生成量N1相等。答案：D4．下图表示某高等绿色植物体内的部分生理过程，有关分析正确的是()A．能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ、ⅢB．阶段Ⅰ生成的NADPH可作为还原剂用于⑤过程生成水C．过程①、④、⑤可为叶肉细胞吸收Mg2＋等提供动力D．过程③、④、⑤进行的场所分别是叶绿体基质、细胞溶胶、线粒体解析：据图可知，阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表光反应、碳反应、细胞呼吸，过程①表示光反应产生ATP，②表示C3的还原，过程③～⑤分别表示二氧化碳的固定、厌氧呼吸、需氧呼吸。能够在叶肉细胞生物膜上进行的生理过程有Ⅰ(光反应发生于类囊体膜)、Ⅲ中的过程⑤(需氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜上)；阶段Ⅰ生成的NADPH将在过程②中作为还原剂还原C3；过程④和⑤都合成ATP，可为细胞吸收Mg2＋等提供动力，但过程①产生的ATP只能用于碳反应；过程③进行的场所是叶绿体基质，过程④进行的场所是细胞溶胶，过程⑤进行的场所是细胞溶胶和线粒体。答案：A5．下面是光合作用和细胞呼吸过程示意图(图中Ⅰ～Ⅶ代表物质，①～⑤代表有关生理过程)。据图回答下列问题：(1)图中产生ADP的场所是________；综合③④⑤过程可知，细胞释放能量的特点是________。(2)与乳酸菌的发酵相比，图中植物呼吸过程中特有的步骤是________(填数字)。(3)图中很多重要的步骤是在生物膜上进行的，这体现出生物膜系统的两个重要功能：①____________________________________________________________；②_________________________。(4)实验室探究光照强度对某植物生理代谢的影响时，实验测得相关生理代谢数据如下：a．黑暗条件下，CO2释放速率为0.4mol/(cm2叶·h)；b．光饱和点时的光照强度为2.5klx；c．光合速率和呼吸速率相等时的光照强度为1.0klx；d．光照强度为3.0klx时净光合作用释放O2的速率是1.0mol/(cm2叶·h)。该植物发生题图所示的生理过程中，当Ⅱ和Ⅴ的量相等时，所需要的光照条件是________(其他条件适宜)。A．小于1.0klxB．1.0klxC．大于1.0klx，但小于2.5klxD．2.5klxE．3.0klx解析：图中①～⑤过程依次表示CO2的固定、C3的还原、需氧呼吸第一阶段、需氧呼吸第三阶段和需氧呼吸第二阶段。(1)题图中产生ADP的过程是光合作用中C3的还原，其场所是叶绿体基质。需氧呼吸是分步进行的，能量也是逐步释放的。(2)乳酸菌发酵过程为厌氧呼吸，其第一阶段与植物细胞需氧呼吸第一阶段(③)相同。(3)图中涉及叶绿体的两层膜、类囊体膜、线粒体的两层膜等生物膜，其中叶绿体外膜和线粒体外膜可以把细胞器和细胞溶胶分隔开；类囊体膜和线粒体内膜可以增大膜面积，为酶提供大量的附着位点。(4)根据实验数据可知，该植物的细胞呼吸速率为0.4molCO2/(cm2叶·h)；最大表观光合速率为1.0molO2/(cm2叶·小时)，即1.0molCO2/(cm2叶·h)；光补偿点的光照强度为1.0klx。答案：(1)叶绿体基质逐步释放(2)④⑤(3)①为酶提供了大量的附着位点，为反应提供了场所②把细胞器和细胞溶胶分隔开，使各种化学反应互不干扰，保证生命活动高效且有序进行(4)B