高考生物一輪復(fù)習(xí)第三單元第11課光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用課件

第11課光合作用與細胞呼吸的綜合應(yīng)用第三單元細胞的能量供應(yīng)和利用·學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求·1.利用構(gòu)建物理模型的方法分析光合作用與細胞呼吸的關(guān)系，形成生命的物質(zhì)和能量觀。2.通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型分析光合速率與呼吸速率的關(guān)系，并用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐?？键c一光合作用和細胞呼吸之間的物質(zhì)和能量關(guān)系1．光合作用和有氧呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系C3C5丙酮酸2．光合作用和細胞呼吸的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系光反應(yīng)暗反應(yīng)熱能1．下圖表示植物葉肉細胞中光合作用、有氧呼吸的過程及兩者之間的聯(lián)系。其中甲～戊表示生理過程，a～d表示相關(guān)物質(zhì)。下列說法正確的是(

)

A．物質(zhì)a表示ATP，物質(zhì)c表示O2，物質(zhì)d表示CO2B．甲表示光合作用的光反應(yīng)階段，對光能的吸收不需要酶的直接參與C．若該葉肉細胞產(chǎn)生的物質(zhì)c和物質(zhì)d的量相等，則該植物的凈光合速率為0D．用18O同時標記H2O和CO2，可探究光合產(chǎn)物O2中O元素的來源√B

解析：物質(zhì)a表示光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH，物質(zhì)c表示O2，物質(zhì)d表示有氧呼吸第二階段產(chǎn)生的CO2，A錯誤；甲表示光合作用的光反應(yīng)階段，對光能的吸收不需要酶的直接參與，B正確；若物質(zhì)c和物質(zhì)d的量相等，則該植物的葉肉細胞的凈光合速率為0，但是還有一些細胞只進行細胞呼吸不進行光合作用，就整個植株而言，凈光合速率小于0，C錯誤；用18O分別標記H2O和CO2，才可探究光合產(chǎn)物O2中O元素的來源，D錯誤。2．(2021·全國卷Ⅰ)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)白天葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所有______________________________________________________________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和______________________釋放的CO2。(2)氣孔白天關(guān)閉、晚上打開是這類植物適應(yīng)干旱環(huán)境的一種方式，這種方式既能防止______________________________，又能保證__________________正常進行。細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(線粒體基質(zhì)和線粒體細胞呼蒸騰作用過強導(dǎo)致水分散失過多光合作用(暗反應(yīng))內(nèi)膜)、葉綠體類囊體薄膜吸(或呼吸作用)(3)若以pH作為檢測指標，請設(shè)計實驗來驗證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗思路：取生長狀態(tài)相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在(濕度適宜的)正常環(huán)境中培養(yǎng)，B組在干旱環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。預(yù)期結(jié)果：A組pH平均值高于B組解析：(1)白天葉肉細胞既能進行光合作用，又能進行呼吸作用，因此葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體(線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜)、葉綠體類囊體薄膜。光合作用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸產(chǎn)生的CO2也能用于光合作用暗反應(yīng)，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸釋放的CO2。(2)由于環(huán)境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡，氣孔白天關(guān)閉能防止白天因溫度較高、蒸騰作用較強，導(dǎo)致植物體水分散失過多，晚上氣孔打開吸收CO2儲存固定，以保證光合作用(暗反應(yīng))的正常進行。(3)該實驗的自變量是植物甲所處的生存環(huán)境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收CO2，生成蘋果酸儲存在液泡中，會導(dǎo)致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該種特殊的CO2固定方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH。厘清光合作用與細胞呼吸中氫和ATP的來源及去路(1)氫的來源和去路比較(2)ATP的來源與去路比較考點二光合作用和細胞呼吸速率的關(guān)系1．光照強度對光合速率和呼吸速率的影響(1)構(gòu)建模型(2)模型分析①綠色組織在黑暗條件下或非綠色組織測得的數(shù)值為__________(A點)。②綠色組織在有光條件下光合作用與細胞呼吸同時進行，測得的數(shù)據(jù)為____________。③真正光合速率＝________速率＋______速率。呼吸速率凈光合速率凈光合呼吸2．一晝夜植物光合作用和細胞呼吸變化的關(guān)系(1)自然環(huán)境中一晝夜植物氣體交換速率變化曲線

①開始進行光合作用的點：___。②光合作用與呼吸作用相等的點：___、___。③開始積累有機物的點：___。④有機物積累量最大的點：___。bcece(2)一晝夜密閉容器中CO2濃度變化曲線

①光合作用強度與呼吸作用強度相等的點：____、____。②該植物一晝夜表現(xiàn)為生長，其原因是I點CO2濃度低于____點CO2濃度，說明一晝夜密閉容器中CO2濃度______，即植物光合作用強度>呼吸作用強度，植物生長。DHA減小考向1|

光照強度對光合速率和呼吸速率的影響1．(2023·北京卷)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(

)A．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(cè)CO2吸收速率升高與光合酶活性增強相關(guān)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√C

解析：CO2吸收速率代表凈光合速率，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，需要從外界吸收的CO2減少，A正確；在高光強下，M點左側(cè)CO2吸收速率升高主要原因是光合酶的活性增強，B正確；CP點代表呼吸速率等于光合速率，植物可以進行光合作用，C錯誤；題圖中M點處CO2吸收速率最大，即凈光合速率最大，也就是光合速率與呼吸速率的差值最大，D正確。2．(2023·廣東卷)光合作用機理是作物高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。大田常規(guī)栽培時，水稻野生型(WT)的產(chǎn)量和黃綠葉突變體(ygl)的產(chǎn)量差異不明顯，但在高密度栽培條件下ygl產(chǎn)量更高，其相關(guān)生理特征見下表和圖。(光飽和點：光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度；光補償點：光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度。)水稻材料葉綠素/(mg/g)類胡蘿卜素/(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27分析圖表，回答下列問題：(1)ygl葉色黃綠的原因包括葉綠素含量較低和____________________________，葉片主要吸收可見光中的____________光。(2)光照強度逐漸增加到2000μmol·m-2·s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，比較兩者的光飽和點，可得ygl______(填“高于”“低于”或“等于”)WT。ygl有較高的光補償點，可能的原因是葉綠素含量較低和______________。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體________________，是其高產(chǎn)的原因之一。類胡蘿卜素/葉綠素的值上升紅光和藍紫等于呼吸速率較高光能利用率較高(4)試分析在0～50μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下，

WT和ygl凈光合速率的變化，在給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎(chǔ)上，分析圖a和你繪制的曲線，比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率，提出一個科學(xué)問題：____________?如下圖所示答案：為什么在低光照強度下，WT的凈光合速率大于ygl，而在高光照強度下，WT的凈光合速率小于ygl解析：(1)根據(jù)表格信息可知，ygl植株葉綠素含量較低且類胡蘿卜素/葉綠素的值較高，故葉片呈現(xiàn)出黃綠色。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，由ygl葉色呈黃綠色可推測，其主要吸收紅光和藍紫光。水稻材料葉綠素/(mg/g)類胡蘿卜素/(mg/g)類胡蘿卜素/葉綠素WT4.080.630.15ygl1.730.470.27(2)光照強度逐漸增加到2000μmol·m-2·s-1時，ygl的凈光合速率較WT更高，但兩者凈光合速率都不再隨光照強度的增加而增加，說明二者的光飽和點相同。光補償點是光合速率等于呼吸速率時的光照強度，據(jù)圖b和圖c可知，ygl有較高的光補償點是因為其葉綠素含量較低導(dǎo)致相同光照強度下光合速率較低，且由圖c可知，ygl呼吸速率較高。(3)與WT相比，ygl葉綠素含量低，高密度栽培條件下，更多的光可到達下層葉片，且ygl群體的凈光合速率較高，表明該群體光能利用率高，是其高產(chǎn)的原因之一。(4)由于ygl呼吸速率較高，且有較高的光補償點，因此在0～50μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下，WT和ygl的凈光合速率圖見答案。分析圖a和圖示曲線，高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率不同，根據(jù)兩圖可提出問題：為什么在低光照強度下，WT的凈光合速率大于ygl，而在高光照強度下，WT的凈光合速率小于ygl?3．(2024·吉林、黑龍江1月適應(yīng)性測試)為探究某植物生長所需的適宜光照，在不同光照條件下，測得該植物葉片的呼吸速率、凈光合速率和葉綠素含量如下圖所示。回答下列問題：

注：自然光下用遮陽網(wǎng)遮光，透過的光占自然光的百分數(shù)為透光率。(1)圖1表明，植物葉片在透光率25%～75%內(nèi)，呼吸速率隨透光率降低而下降，可能的原因是________________________________________________________________________________________。在線粒體中，____________經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)與氧氣結(jié)合形成水，催化這一反應(yīng)過程的酶分布在____________。[H](或NADH)線粒體內(nèi)膜通過降低葉片呼吸速率減少自身消耗，以確保自身有機物正常積累量，從而保證自身正常生長(2)據(jù)圖可知，在25%透光率下葉片固定CO2的速率是_____μmol·m-2·s-1。(3)根據(jù)上述結(jié)果，初步判斷最適合該植株生長的透光率是______，依據(jù)是______________________________________________。(4)圖3中50%、75%透光率下植物葉片中葉綠素含量不同，設(shè)計實驗驗證這種差異：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果)。7.575%此透光率下凈光合速率最高，有機物的積累量最多實驗思路：取等量的50%、75%透光率下植物葉片若干，分為甲、乙兩組，分別提取兩組葉片中的葉綠素，并比較兩組中葉綠素的含量。預(yù)期結(jié)果：75%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量高于50%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量解析：(1)植株在遮光環(huán)境下通過降低葉片呼吸速率減少自身消耗，以確保自身有機物正常積累量，從而保證自身正常生長。在線粒體中，有氧呼吸第一階段和第二階段產(chǎn)生的[H]和氧氣結(jié)合，形成水和大量能量，此過程為有氧呼吸的第三階段，在線粒體內(nèi)膜進行，所以催化這一反應(yīng)過程的酶分布在線粒體內(nèi)膜。(2)據(jù)圖可知，在25%透光率下葉片固定CO2的速率是總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率＝6＋1.5＝7.5μmol·m-2·s-1。(3)根據(jù)上述結(jié)果，初步判斷最適合該植株生長的透光率是75%，依據(jù)是此透光率下凈光合速率最高，有機物的積累量最多。(4)實驗思路：取等量的50%、75%透光率下植物葉片若干，分為甲、乙兩組，分別提取兩組葉片中的葉綠素，并比較兩組中葉綠素的含量。預(yù)期結(jié)果：75%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量高于50%透光率的組內(nèi)葉片中葉綠素的含量。植物“三率”的判斷方法(1)根據(jù)坐標曲線判定：當光照強度為0時，若CO2吸收值為負值，該值絕對值代表呼吸速率，該曲線代表凈光合速率；當光照強度為0時，若CO2吸收值為0，該曲線代表真正光合速率。(2)根據(jù)關(guān)鍵詞判定說明：若測定指標為葉綠體中O2釋放量、CO2吸收量，則表示總光合速率。檢測指標呼吸速率凈光合速率真正(總)光合速率CO2釋放量(黑暗)吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量(黑暗)釋放量產(chǎn)生量有機物消耗量(黑暗)積累量制造量、產(chǎn)生量考向2|

一晝夜植物光合作用和細胞呼吸變化的關(guān)系4．下圖表示科研人員測得的某株紫蘇一天中CO2固定速率和CO2吸收速率隨時間的變化曲線。據(jù)圖分析錯誤的是(

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A．7：00時，紫蘇根尖細胞產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體B．曲線b在10：00～12：00之間下降的主要原因是此時氣孔導(dǎo)度減小，CO2供應(yīng)減少，光合速率減慢C．18：00時會發(fā)生NADPH從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)的移動D．與7：00相比，12：00時C3的合成速率較快√B

解析：曲線a(CO2固定速率)表示總光合速率，曲線b(CO2吸收速率)表示凈光合速率，據(jù)此并結(jié)合題圖分析可知，7：00時，紫蘇根尖細胞只進行呼吸作用，產(chǎn)生ATP的場所有細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體，A正確；在10：00～12：00時曲線a(CO2固定速率)一直在增加，說明光合作用在增強，曲線b下降的主要原因是此時溫度高，光合速率與呼吸速率均上升，但呼吸速率上升幅度大于光合速率，B錯誤；18：00時，光合作用中NADPH從類囊體薄膜向葉綠體基質(zhì)移動，C正確；與7：00相比，12：00時光照強，光反應(yīng)速率加快，暗反應(yīng)速率也加快，因此C3的合成速率較快，D正確。5．(2024·山東濟南模擬)圖1表示某植物光合作用與呼吸作用的過程，圖中序號表示代謝過程。圖2表示兩晝夜(48h)溫室大棚內(nèi)CO2濃度和該植物CO2吸收速率的變化曲線。假定該溫室大棚48h內(nèi)溫度為光合作用最適溫度且不變?；卮鹣铝袉栴}：

(1)圖1中若W物質(zhì)具有吸收光能的作用，則W物質(zhì)表示__________。光合色素(2)有氧條件下，③④過程發(fā)生的場所分別為________________________，該兩個過程________(填“消耗”或“不消耗”)氧氣。(3)據(jù)圖2判斷，兩晝夜內(nèi)該植物是否積累有機物？____(填“是”或“否”)，依據(jù)是________________________________。(4)推測圖2中12h時，限制該植物光合速率的因素有___________________(答出兩點)，36h比12h的CO2吸收速率大的原因可能是____________________________________________________________________(答出一點)。細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)不消耗是兩晝夜后，室內(nèi)CO2濃度低于初始值CO2濃度、光照強度經(jīng)過24h后，該植物有所生長，能進行光合作用的細胞增多，光合速率增加(5