微课2 光合作用与细胞呼吸的综合
一、光合作用与细胞呼吸的过程联系
知识·方法
1.光合作用与细胞呼吸的过程联系
(1)物质方面的联系。
①C:CO2(CH2O)丙酮酸CO2
②O:H2OO2H2O
③H:H2ONADPH(CH2O)[H]H2O
(2)能量方面的联系。
光能ATP和NADPH中的能量(CH2O)中的能量
2.光合作用和有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源、去向
项目 光合作用 有氧呼吸
[H] 来源 光反应阶段产生 第一、第二阶段产生
去向 还原C3 用于第三阶段还原O2
ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都能产生
去向 可用于暗反应阶段C3的还原 作为能量货币,可用于各项生命活动
3.总(真)光合速率、净(表观)光合速率和呼吸速率的关系曲线解读
(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(图中
A点)。
(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净(表观)光合
速率。
(3)总(真)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。
(4)分析图:
①A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合速率小于0。
②AB段:总(真)光合速率小于呼吸速率,净光合速率小于0。
③B点:总(真)光合速率等于呼吸速率,净光合速率等于0。
④B点以后:总(真)光合速率大于呼吸速率,净光合速率大于0。
突破·训练
1.(2025·扬州期末)右图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。相关叙述正确的是( )
[A]过程①的进行需要消耗ATP
[B]图中的C3可代表不同的物质
[C]过程③产生的[H]比过程④少
[D]过程①②③④不能同时发生
【答案】 B
【解析】 过程①代表CO2的固定,不需要消耗ATP;在光合作用中,C3是指3-磷酸甘油酸,在呼吸作用中,C3是指丙酮酸;有氧呼吸过程中,过程③指有氧呼吸第二阶段,过程④指的是细胞呼吸第一阶段,过程③产生的[H]比过程④多;蓝细菌既能进行光合作用又能进行呼吸作用,过程①②③④能同时发生。
2.右图表示某高等植物叶肉细胞中的a、b两种细胞器及相关生理活动。下列有关叙述错误的是( )
[A]a内的光合作用强度大于b内的呼吸作用强度
[B]a细胞器产生的ATP一般只能用于暗反应过程
[C]葡萄糖进入b细胞器被彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量
[D]图示叶肉细胞中有有机物的积累,这是植物得以生长的物质基础
【答案】 C
【解析】 分析题图可知:a、b分别表示叶绿体和线粒体。叶绿体中的CO2来自线粒体和细胞外,叶绿体释放的O2的去向是进入线粒体和释放到细胞外,说明叶绿体内的光合作用强度大于线粒体内的呼吸作用强度;叶绿体产生的ATP一般只能用于暗反应过程,不用于其他生命活动;葡萄糖不能直接进入线粒体,丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量;题图所示叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,有有机物的积累,这是植物得以生长的物质基础。
3.(多选)(2025·衡阳期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、图乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线(单位:
mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的有( )
[A]据图甲分析,温度为30 ℃和40 ℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
[B]40 ℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长繁殖
[C]补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点右移
[D]图乙中限制C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度
【答案】 AD
【解析】 图甲中,CO2吸收速率表示净光合作用速率,CO2产生速率表示呼吸作用速率,叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量,总光合速率=呼吸速率+净光合速率,温度为30 ℃和40 ℃时,叶绿体总光合速率相等,因此叶绿体消耗CO2的速率相等;40 ℃条件下,龙血树净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物积累量为0,植物不能正常生长繁殖;补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加,则光合速率与呼吸速率相等时对应的光照强度会降低,即D点左移;C、D、E三点随着光照强度增强,光合速率逐渐增加,因此影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度。
二、开放和密闭环境中一昼夜光合作用曲线分析
知识·方法
1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
(1)a点:凌晨3～4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少。
(2)b点:上午6时左右,有微弱光照,开始进行光合作用。
(3)bc段(不含b、c点):光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(4)c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(5)ce段(不含c、e点):光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(6)d点:温度过高,部分气孔关闭,出现光合“午休”现象。
(7)e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(8)ef段(不含e、f点):光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(9)fg段:没有光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。
(10)积累有机物时间段:ce段。
(11)制造有机物时间段:bf段。
(12)消耗有机物时间段:Og段。
(13)一天中有机物积累最多的时间点:e点。
(14)一昼夜有机物的积累量表示为S1-S2-S3
2.密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化
(1)光合速率等于呼吸速率的点:C、E。
(2)图甲中N点低于虚线,该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。
(3)图乙中N点低于虚线,该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点说明一昼夜密闭容器中O2含量减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。
突破·训练
4.将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
[A]图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后
[B]到达图乙中的d点时,玻璃罩内的CO2浓度最高
[C]图甲中的F点对应图乙中的g点
[D]经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
【答案】 C
【解析】 图甲中的C、F点表示光合速率等于呼吸速率,与图乙中的d、h点相符,即C点对应d点,F点对应h点。
5.(2024·无锡期末)夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在不同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
[A]甲植株在a点开始进行光合作用
[B]乙植株在e点有机物积累量最多
[C]曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
[D]两曲线b～d段不同的原因可能是乙植株气孔部分关闭
【答案】 D
【解析】 a点净光合作用为0,此时光合速率与呼吸速率相等,甲植株在a点之前就已经进行光合作用,只是a点之前光合速率小于呼吸速率;乙植株18时之后,呼吸速率大于光合速率,有机物积累减少,因此18时有机物积累最多;曲线b～c段的变化是由于气温高,蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔,导致植物吸收的CO2减少,d～e段的变化是光照强度减弱引起的;b～d段,乙曲线的变化为植物的“午休”现象,是气孔部分关闭导致植物吸收CO2浓度降低引起的,而甲植物可能不存在“午休”现象。
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微课2 光合作用与细胞呼吸的综合
1.光合作用与细胞呼吸的过程联系
「知识·方法」
一、光合作用与细胞呼吸的过程联系
2.光合作用和有氧呼吸过程中[H]和ATP的来源、去向
项目 光合作用 有氧呼吸
[H] 来源 光反应阶段产生 第一、第二阶段产生
去向 还原C3 用于第三阶段还原O2
ATP 来源 光反应阶段产生 三个阶段都能产生
去向 可用于暗反应阶段C3的还原 作为能量货币,可用于各项生命活动
3.总(真)光合速率、净(表观)光合速率和呼吸速率的关系曲线解读
(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用,测得的数值为呼吸速率(图中A点)。
(2)绿色组织在有光条件下,光合作用与呼吸作用同时进行,测得的数值为净(表观)光合速率。
(3)总(真)光合速率=净(表观)光合速率+呼吸速率。
(4)分析图:
①A点:只进行呼吸作用,不进行光合作用,净光合速率小于0。
②AB段:总(真)光合速率小于呼吸速率,净光合速率小于0。
③B点:总(真)光合速率等于呼吸速率,净光合速率等于0。
④B点以后:总(真)光合速率大于呼吸速率,净光合速率大于0。
「突破·训练」
1.(2025·扬州期末)右图是蓝细菌光合作用和呼吸作用过程中含碳化合物相互转化的部分图解。相关叙述正确的是( )
[A]过程①的进行需要消耗ATP
[B]图中的C3可代表不同的物质
[C]过程③产生的[H]比过程④少
[D]过程①②③④不能同时发生
B
【解析】 过程①代表CO2的固定,不需要消耗ATP;在光合作用中,C3是指
3-磷酸甘油酸,在呼吸作用中,C3是指丙酮酸;有氧呼吸过程中,过程③指有氧呼吸第二阶段,过程④指的是细胞呼吸第一阶段,过程③产生的[H]比过程④多;蓝细菌既能进行光合作用又能进行呼吸作用,过程①②③④能同时发生。
2.右图表示某高等植物叶肉细胞中的a、b两种细胞器及相关生理活动。下列有关叙述错误的是( )
[A]a内的光合作用强度大于b内的呼吸作用强度
[B]a细胞器产生的ATP一般只能用于暗反应过程
[C]葡萄糖进入b细胞器被彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量
[D]图示叶肉细胞中有有机物的积累,这是植物得以生长的物质基础
C
【解析】 分析题图可知:a、b分别表示叶绿体和线粒体。叶绿体中的CO2来自线粒体和细胞外,叶绿体释放的O2的去向是进入线粒体和释放到细胞
外,说明叶绿体内的光合作用强度大于线粒体内的呼吸作用强度;叶绿体产生的ATP一般只能用于暗反应过程,不用于其他生命活动;葡萄糖不能直接进入线粒体,丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解生成CO2和H2O并释放能量;题图所示叶肉细胞的光合作用强度大于呼吸作用强度,有有机物的积累,这是植物得以生长的物质基础。
3.(多选)(2025·衡阳期末)龙血树在《本草纲目》中被誉为“活血圣药”,有消肿止痛、收敛止血的功效。图甲、图乙分别为龙血树在不同条件下相关指标的变化曲线
(单位:mmol·cm-2·h-1)。下列叙述正确的有( )
[A]据图甲分析,温度为30 ℃和40 ℃时,叶绿体消耗CO2的速率相等
[B]40 ℃条件下,若黑夜和白天时间相等,龙血树能正常生长繁殖
[C]补充适量的矿质元素可能导致图乙中D点右移
[D]图乙中限制C、D、E三点光合速率的主要环境因素是光照强度
AD
【解析】 图甲中,CO2吸收速率表示净光合作用速率,CO2产生速率表示呼吸作用速率,叶绿体消耗的CO2量是指总光合作用量,总光合速率=呼吸速率+净光合速率,温度为
30 ℃和40 ℃时,叶绿体总光合速率相等,因此叶绿体消耗CO2的速率相等;40 ℃条件下,龙血树净光合速率和呼吸速率相等,若白天和黑夜时间相等,则有机物积累量为0,植物不能正常生长繁殖;补充适量的无机盐可能使龙血树的光合作用速率增加,则光合速率与呼吸速率相等时对应的光照强度会降低,即D点左移;C、D、E三点随着光照强度增强,光合速率逐渐增加,因此影响C、D、E三点光合速率的主要环境因素都是光照强度。
1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
(1)a点:凌晨3～4时,温度降低,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少。
(2)b点:上午6时左右,有微弱光照,开始进行光合作用。
(3)bc段(不含b、c点):光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(4)c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(5)ce段(不含c、e点):光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(6)d点:温度过高,部分气孔关闭,出现光合“午休”现象。
「知识·方法」
二、开放和密闭环境中一昼夜光合作用曲线分析
(7)e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(8)ef段(不含e、f点):光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(9)fg段:没有光照,光合作用停止,只进行细胞呼吸。
(10)积累有机物时间段:ce段。
(11)制造有机物时间段:bf段。
(12)消耗有机物时间段:Og段。
(13)一天中有机物积累最多的时间点:e点。
(14)一昼夜有机物的积累量表示为S1-S2-S3
2.密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化
(1)光合速率等于呼吸速率的点:C、E。
(2)图甲中N点低于虚线,该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2含量减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。
(3)图乙中N点低于虚线,该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点说明一昼夜密闭容器中O2含量减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。
「突破·训练」
4.将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是( )
[A]图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后
[B]到达图乙中的d点时,玻璃罩内的CO2浓度最高
[C]图甲中的F点对应图乙中的g点
[D]经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加
C
【解析】 图甲中的C、F点表示光合速率等于呼吸速率,与图乙中的d、h点相符,即C点对应d点,F点对应h点。
5.(2024·无锡期末)夏季晴朗的一天,甲、乙两株同种植物在不同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
[A]甲植株在a点开始进行光合作用
[B]乙植株在e点有机物积累量最多
[C]曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
[D]两曲线b～d段不同的原因可能是乙植株气孔部分关闭
D
【解析】 a点净光合作用为0,此时光合速率与呼吸速率相等,甲植株在a点之前就已经进行光合作用,只是a点之前光合速率小于呼吸速率;乙植株
18时之后,呼吸速率大于光合速率,有机物积累减少,因此18时有机物积累最多;曲线b～c段的变化是由于气温高,蒸腾作用旺盛,植物为了减少水分的散失而关闭部分气孔,导致植物吸收的CO2减少,d～e段的变化是光照强度减弱引起的;b～d段,乙曲线的变化为植物的“午休”现象,是气孔部分关闭导致植物吸收CO2浓度降低引起的,而甲植物可能不存在“午休”现象。
