高三生物一輪復習課件第15講 光合作用和細胞呼吸的綜合分析

第15講

光合作用和細胞呼吸的綜合分析

第二單元

細胞的能量供應和利用(1)熟練掌握光合作用和細胞呼吸的關系。(2)通過闡述光合作用與細胞呼吸的相互關系，形成歸納與概括、模型與建模的科學思維方法。課標內容光合作用和細胞呼吸的比較比較項目光合作用細胞呼吸代謝類型合成作用(或同化作用)分解作用(或異化作用)發(fā)生范圍含葉綠體的植物細胞；

、光合細菌等所有活細胞發(fā)生場所葉綠體(真核生物)；細胞質(原核生物)有氧呼吸：_____________________(真核生物)；細胞質(原核生物)無氧呼吸：細胞質基質發(fā)生條件物質變化能量變化藍細菌細胞質基質、線粒體只在光下進行有光、無光都能進行光能→化學能化學能→熱能、ATP中活躍的化學能1.細胞呼吸和光合作用的聯系(如圖)(1)物質轉化1.以C元素為例，用同位素標記法標記CO2中的C，追蹤C的轉移途徑(1)物質轉化2.以H元素為例，用同位素標記法標記H2O中的H，追蹤H的轉移途徑(1)物質轉化3.以O元素為例，用同位素標記法標記H2O中的O，追蹤O的轉移途徑(1)物質轉化4.以O元素為例，用同位素標記法標記CO2中的O，追蹤O的轉移途徑[微思考]如果用18O標記土壤中的水，那么植物產生的二氧化碳和氧氣是否含有18O？如果有，寫出18O的轉移途徑。(2)能量變化(3)光合作用與有氧呼吸中有關物質的來源與去路光反應水的光解還原C31.(2024·廣州名校聯考)如圖是生物體內能量供應及利用的示意圖，下列說法錯誤的是(

)DA.a過程一定伴隨O2的釋放，d過程不需要O2的直接參與B.a過程產生的ATP和NADPH可用于b過程中C3的還原C.a、c中合成ATP所需的能量來源不同D.c過程葡萄糖中的化學能全部轉移到ATP中大本p873.(2024·廣東佛山調研)下列關于光合作用與呼吸作用的關系，敘述正確的是(

)A.甲、乙分別表示葉綠體和線粒體，且一定為高等植物B.綠色植物光合作用利用的CO2全部來自細胞呼吸C.高等植物細胞將光能轉化為化學能一定與甲有關D.乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反應階段C限時練p3892.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系（有氧呼吸）呼吸速率酶6CO2

+12H2O+能量C6H12O6+6H2O+6O2

表示方法:①黑暗下單位時間內O2吸收量②黑暗下單位時間CO2釋放量③黑暗下單位時間有機物的消耗量O2吸收量CO2釋放量2.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系總光合速率表示方法:單位時間內（葉綠體）CO2的固定量單位時間內（葉綠體）O2產生量單位時間內有機物的產生量CO2固定量O2產生量2.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系思考1：總光合速率所固定的CO2從何而來？呼吸作用釋放的CO2

+從空氣中吸收CO2

CO2固定量總光合速率=呼吸速率+凈光合速率呼吸作用釋放CO2吸收空氣中CO2凈光合速率2.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系思考2：總光合速率所產生的O2有哪些去路？

呼吸作用消耗O2

+釋放O2

到空氣中O2產生量總光合速率=呼吸速率+凈光合速率呼吸作用消耗O2O2釋放到空氣中凈光合速率2.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系凈光合速率表示方法:單位時間內植物、葉片或葉肉細胞CO2的吸收量（空氣）單位時間內植物、葉片或葉肉細胞O2的釋放量（空氣）單位時間內糖類的積累量2.辨析凈光合速率與總光合速率(1)微觀辨析總光合速率、凈光合速率和呼吸速率的關系思考3：利用圖中字母表示總光合速率、凈光合速率和呼吸速率？總光合速率：m3或n3凈光合速率：m2或n2呼吸速率：m1或n1(3)從語言文字中辨析總(真正)光合速率凈(表觀)光合速率呼吸速率“同化”“固定”或“消耗”的CO2量“從環(huán)境(容器)中吸收”或“環(huán)境(容器)中減少”的CO2量黑暗中釋放的CO2量“產生”或“制造”的O2量“釋放至環(huán)境(容器)中”或“環(huán)境(容器)中增加”的O2量黑暗中吸收的O2量“產生”“合成”或“制造”的有機物的量“積累”“增加”或“凈產生”的有機物的量黑暗中消耗的有機物的量1.(2023·北京卷，3)在兩種光照強度下，不同溫度對某植物CO2吸收速率的影響如圖。對此圖理解錯誤的是(

)CA.在低光強下，CO2吸收速率隨葉溫升高而下降的原因是呼吸速率上升B.在高光強下，M點左側CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關C.在圖中兩個CP點處，植物均不能進行光合作用D.圖中M點處光合速率與呼吸速率的差值最大大本p916.(2024·安徽六安檢測)請根據如圖分析，下列有關植物進行光合作用和細胞呼吸的敘述，正確的是(

)A.植物長時間處于黑暗中時，②③④⑥過程都會發(fā)生B.晴朗夏天的中午，③④將減弱，凈光合速率降低C.晴朗夏天的上午10時左右，北方植物的葉肉細胞中①多于⑥D.進行②和③時，物質從產生部位到利用部位都將穿過8層膜B限時練p389光合速率的測定方法1.“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化光合速率的測定方法1.“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化光合速率的測定方法1.“液滴移動法”——測定裝置中O2的變化①總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。②物理誤差的校正：為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，即用死亡的綠色植物分別進行上述實驗，根據紅色液滴的移動距離對原實驗結果進行校正。

考向

結合光合速率的測定，考查科學探究1.(2024·廣東實驗中學聯考)利用裝置甲，在相同條件下分別將綠色植物E、F的葉片制成大小相同的葉圓片，抽出空氣，進行光合作用速率測定。圖乙是利用裝置甲測得的數據繪制成的坐標圖。下列敘述正確的是(

)DA.從圖乙可看出，F植物適合在較強光照下生長B.光照強度為1klx時，裝置甲中放置植物E的葉圓片進行測定時，液滴不移動C.光照強度為3klx時，E、F兩種植物的葉圓片產生O2的速率相等D.光照強度為6klx時，裝置甲中E植物葉圓片比F植物葉圓片浮到液面所需時間短大本p90光合速率的測定方法2.“黑白瓶法”——測溶氧量的變化提醒①黑白瓶法常用于水生生態(tài)系統(tǒng)光合速率和呼吸速率的測定。②在沒有初始值m0時，可利用

計算出總光合速率。m2-m1tB2.(2024·湖南雅禮中學調研)某生物科研小組從鴨綠江的某一深度取得一桶水樣，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得初始溶解氧的含量為10(mg·L－1)，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下(a<b<c<d<e)，溫度保持不變，24h后，實測獲得六對黑白瓶中溶解氧的含量。請根據其記錄數據(如下表)判斷，下列選項錯誤的是(

)光照強度/klx0(黑暗)abcde白瓶溶氧量/(mg·L－1)31016243030黑瓶溶氧量/(mg·L－1)333333大本p90A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧氣，但沒有光照，植物不能進行光合作用產生氧B.光照強度為a時，白瓶中溶解氧的含量與初始溶解氧量相等，說明此光照強度下植物仍然不能進行光合作用C.當光照強度為c時，白瓶中植物產生的氧氣量為21(mg·L－1)D.當光照強度為d時，再增加光照強度，白瓶中植物的光合速率不再增加9.(2024·河北景縣調研)下表是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)測定的夏季某池塘不同深度水體中初始平均氧濃度與24小時后平均氧濃度，并進行比較計算后的數據。下列有關分析正確的是(

)C水深/m1234白瓶中O2濃度/(g·m－3)＋3＋1.50－1黑瓶中O2濃度/(g·m－3)－1.5－1.5－1.5－1.5A.水深1m處白瓶中水生植物24小時制造的O2為3(g·m－3)B.水深2m處白瓶中水生植物不能進行水的光解，但能進行C3的還原C.水深3m處白瓶中水生植物產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體D.水深4m處白瓶和黑瓶中的水生植物均不進行光合作用限時練p389光合速率的測定方法3.“半葉法”——測定光合作用有機物的產生量假設處理葉圓片前重量為W0，則呼吸速率、凈光合速率、總光合速率如何表示？W0-WAt?st?s總光合速率=WB-WAt?s呼吸速率=凈光合速率=WB-W07.(2024·福建廈門雙十學校質檢)研究者將對稱葉片一半遮光，另一半照光處理。經過一段時間后，在對稱部位截取同等面積(實驗處理前干重相同)的葉片，烘干稱重，用于相關速率的計算。不考慮光照條件對葉片呼吸速率的影響，下列說法正確的是(

)A.遮光處理后葉綠體基質中C3的含量比照光處理后低B.照光處理時類囊體薄膜上可發(fā)生NADP＋與電子和H＋結合C.照光處理與遮光處理后葉片的干重差是由呼吸作用引起的D.要計算光合作用速率還需測定同等面積葉片的初始干重B限時練p389(2)深度解讀總光合速率與呼吸速率的關系只進行呼吸作用呼吸＞光合呼吸＜光合呼吸=光合①如果圖1的實驗對象是離體的葉肉細胞，則圖2中的甲圖對應的是圖1中的______，乙圖對應圖1中的__________________________，丙圖對應圖1中的______________________，丁圖對應圖1中的______。②如果圖1的實驗對象是葉片或者植株，則圖1中的A點、B點、C點分別對應圖2中的____圖、____圖和____圖。③如果實驗對象是離體的葉綠體，則圖1______

(填“能”或“不能”)表示光照強度對其光合速率的影響，原因是________________________________________________________________________________________________________。A點AB段(不含A、B兩點)B點以后(不含B點)B點甲丙丙不能

葉綠體不能進行細胞呼吸，因此光照強度為0時其CO2吸收量應為0，光照強度大于0時其CO2吸收量應大于0A4.(2024·泉州市聯考)室內栽培綠蘿能夠有效清除甲醛污染。為研究其作用機制，科學家首先研究在密閉環(huán)境下綠蘿正常的呼吸作用和光合作用，測定環(huán)境中的CO2濃度變化，結果如圖甲所示；而后將用特殊方法處理的甲醛通入密閉環(huán)境，研究綠蘿處理甲醛的途徑。圖乙所示為光合作用和甲醛代謝的相關過程(其中HCHO為甲醛，RU5P和HU6P是中間產物)。下列相關說法錯誤的是(

)大本p89A.d時間內完全光照組植株固定CO2的速率是(b－c)/dppm/sB.弱光照組葉肉細胞葉綠體產生的O2可擴散至線粒體和細胞外C.可采用同位素示蹤法追蹤并探明循環(huán)②甲醛的碳同化路徑D.推測綠蘿細胞同化甲醛(HCHO)的場所應是葉綠體基質3.自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線(1)曲線各點的含義及形成原因分析①a點：凌晨3時～4時，溫度降低，

，CO2釋放減少。②b點：上午6時左右，太陽出來，開始進行光合作用。③bc段：光合作用強度

細胞呼吸強度。④c點：上午7時左右，光合作用強度

細胞呼吸強度。細胞呼吸強度減弱＜=⑤ce段：光合作用強度＞細胞呼吸強度。⑥d點：溫度過高，部分

，出現“光合午休”現象。（中午12點-13點）⑦e點：下午6時左右，光合作用強度=細胞呼吸強度。⑧ef段：光合作用強度＜細胞呼吸強度。⑨fg段：太陽落山，光合作用停止，只進行細胞呼吸。氣孔關閉總結歸納進行光合作用：b→f有機物積累：c→e有機物積累量最大：ec、e光合速率=呼吸速率：自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線思考：c和e點時對于葉肉細胞來說，光合速率和呼吸速率有什么關系？葉肉細胞

光合速率＞呼吸速率整個植株ABEFAB段下降原因：EF段下降原因：“光合午休”光照減弱總結歸納自然環(huán)境中(夏季)一晝夜植物CO2吸收量與CO2釋放量變化曲線4.密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線只進行細胞呼吸AB段：無光照，植物________________BC段：溫度降低，細胞呼吸減弱CD段：C點后，微弱光照，開始進行光合作用，但光合作用強度

細胞呼吸強度D點：光合作用強度

細胞呼吸強度DH段：光合作用強度

細胞呼吸強度。其中FG段表示“

”現象<=＞光合午休JH點：光合作用強度＝細胞呼吸強度，HJ段：光照繼續(xù)減弱，光合作用強度

細胞呼吸強度JI段：光合作用完全停止，只進行呼吸作用I點：I點低于A點，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度

，即總光合量

總呼吸量，植物

生長。4.密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線<減少大于能J總結歸納進行光合作用：C→J有機物積累：D→H有機物積累量最大：HD、H光合速率=呼吸速率：J密閉容器內一晝夜CO2濃度變化曲線思考：

對比終點I和始點A，I＜A，I=A，I＞A分別說明什么情況？1.葉肉細胞中光合速率大于呼吸速率，則植株一定能正常生長（

）×植株能正常生長：總光合速率（葉肉細胞）＞總呼吸速率（葉肉細胞+其他組織細胞）2.整顆植株的凈光合速率為零，說明葉肉細胞中光合速率等于呼吸速率（

）×整顆植株的凈光合速率為零：葉肉細胞中光合速率＞呼吸速率葉肉細胞中凈光合速率為零C2.(2024·福州一中質檢)將不同種類的種子分別置于條件適宜的密閉玻璃容器中，并檢測其在萌發(fā)過程中的相關物質的變化量，下列敘述正確的是(

)A.若某一種子發(fā)芽前O2吸收量大于CO2釋放量，則呼吸作用的底物只有糖類B.若在密閉容器中充入18O標記的O2，一段時間后能檢測到放射性的CO2C.若經過一晝夜，密閉容器中CO2的濃度降低，則萌發(fā)的種子已進行光合作用D.種子發(fā)芽長出綠葉后，若光照條件變弱，葉肉細胞中C5的含量會突然升高大本p89D考向2

結合光合作用與細胞呼吸相關曲線，考查科學思維3.(2024·廣東東莞調研)下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片凈光合作用速率(實際光合作用速率－呼吸作用速率)變化曲線圖。下列相關分析錯誤的是(

)A.凈光合速率可用單位時間內葉片吸收CO2的量表示B.BC段和DE段凈光合速率下降的原因不同C.A點與E點相比，葉綠體產生O2的速率不一定相同D.E點后植物體內積累有機物的量開始減少大本p89D2.(2022·全國乙卷，2)某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養(yǎng)，發(fā)現容器內CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩(wěn)定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是(

)A.初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率B.初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩(wěn)定C.初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率D.初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率大本p912.(2024·廣東中山市調研)將一株生長正常的某種植物置于密閉的玻璃容器內，在適宜條件下光照培養(yǎng)。從照光開始，凈光合速率隨著時間延長逐漸下降直至為0，之后保持不變。在上述整個時間段內，玻璃容器內CO2濃度表現出的變化趨勢是(

)A.降低至一定水平時再升高B.持續(xù)保持相對穩(wěn)定狀態(tài)C.降低至一定水平時保持不變D.升高至一定水平時保持相對穩(wěn)定C限時練p3895.(2024·湖南長沙一中調研)如圖表示某植物一晝夜之內葉綠體中C3相對含量的變化。下列說法中錯誤的是(

)A.從B點開始合成光合產物(CH2O)B.AB段C3含量較高與沒有接受光照有關C.E點時，C3含量極低與二氧化碳的供應有關D.E點時，葉綠體中ATP的含量比D點時低

D限時練p3893.(2023·廣東卷，18)光合作用機