[核心精要]
1．叶绿体与线粒体的结构比较
叶绿体
线粒体
不同点
分布
主要分布在绿色植物的叶肉细胞中
几乎所有真核细胞
扩大膜面积的方式
囊状结构堆叠形成基粒
内膜向内腔折叠形成嵴
酶的分布
光反应酶分布于类囊体薄膜上，暗反应酶分布于基质中
有氧呼吸第二阶段的酶分布于基质中，第三阶段的酶分布于内膜上
相同点
均有双层膜，均含有DNA
2.场所的比较
(1)叶绿体的类囊体薄膜：ATP、[H]和O2产生的场所。
(2)叶绿体基质：CO2固定的场所、ATP和[H]消耗的场所。
(3)线粒体基质：CO2产生的场所。
(4)线粒体内膜：O2消耗的场所。
3．二者的联系
(1)光合作用为细胞呼吸提供物质基础，细胞呼吸为光合作用提供原料CO2。
(2)元素的转移
4．光合作用与有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源与去路比较
项目
来源
去路
[H]
光合作用
光反应中水的光解
作为还原剂用于暗反应阶段中还原C3形成(CH2O)
有氧呼吸
第一阶段从葡萄糖到丙酮酸及第二阶段丙酮酸和水反应产生
用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量能量
ATP
光合作用
光反应阶段合成，所需能量来自色素吸收的光能
供暗反应阶段C3还原时的能量之需，以稳定的化学能储存于有机物中
有氧呼吸
第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生能量最多，来自有机物的氧化分解
作为能量“通货”，用于各项生命活动
1．如图表示植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的过程简图，其中a、b、c、d表示生理过程，甲、乙表示场所。下列有关叙述错误的是( )
A．甲为叶绿体
B．a过程属于暗反应
C．b过程的CO2可来自c
D．呼吸作用过程包括c和d
B [由图可知a、b、c、d分别表示光反应，暗反应，有氧呼吸第一、二阶段，有氧呼吸第三阶段，故B错，D对；甲表示叶绿体，故A对；细胞呼吸产生的CO2可用于光合作用，故C对。]
2．下图所示为甘蔗一叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是( )
A．过程①中叶绿体中的四种色素都主要吸收蓝紫光和红光
B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体上
C．过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生又消耗[H]
D．若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加
C [叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，A错误。过程③第一阶段发生在细胞质基质中，B错误。光反应产生[H]，暗反应消耗[H]，有氧呼吸第一、二阶段产生[H]，第三阶段消耗[H]，C正确。若过程②的速率大于过程③的速率，则叶肉细胞中干重增加，但整个甘蔗植株的干重不一定增加，D错误。]
3．关于生物体内能量代谢的叙述，正确的是( )
A．淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成
B．人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化
C．叶肉细胞中合成葡萄糖的过程是需要能量的过程
D．硝化细菌主要从硝酸还原成氨的过程中获取能量
C [淀粉是在消化酶的作用下被水解成葡萄糖的，该过程没有ATP的生成，A错误；人体大脑活动的能量主要来自葡萄糖的有氧氧化，B错误；硝化细菌生成有机物的能量来自其将氨还原成硝酸的过程，D错误。]
4．下图表示植物细胞内光合作用、呼吸作用中[H]的转移过程。相关叙述正确的是( )
H2O[H](CH2O)[H]H2O
A．过程①伴随有ATP的消耗
B．过程②发生时的产物还有C3
C．过程③需要消耗水
D．过程④发生在线粒体的基质中
C [过程①属于光反应，产生[H]的过程中伴随着ATP的产生；过程②表示暗反应中C3的还原，此过程需消耗C3；过程③代表有氧呼吸第一、二阶段，其中第二阶段需要消耗水；过程④表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上。]
5．下图表示植物细胞内的物质转化过程，下列分析不正确的是( )
A．发生在生物膜上的生理过程有a、c、d
B．有ATP产生的生理过程是b、c、d
C．人体细胞内具有的过程是b、d
D．在光照充足、条件适宜时，a强于b，c强于d
A [a表示光合作用暗反应阶段，b表示有氧呼吸第一、二阶段，c表示光合作用的光反应阶段，d表示有氧呼吸第三阶段。四个过程中，a过程的场所是叶绿体基质，b过程中有氧呼吸第一阶段发生的场所是细胞质基质，二者都不是在生物膜上发生的。]
6．高等植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。图中①～⑦表示生理过程，a～d表示相关物质，请据图分析回答：
(1)①②过程中必须在有光的条件下才能进行的是________；物质a产生的场所是叶绿体的________。
(2)有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径是________(填数字序号)，③～⑤中产生能量最多的是________(填数字序号)。
(3)图中物质b、c的名称依次为________、________。
①～⑦过程中，人体细胞中不能发生的是________(填数字序号)。
[解析] (1)①表示光合作用的光反应阶段，必须在光下进行，发生场所是叶绿体的类囊体薄膜，物质a为氧气。(2)有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径是第一阶段，即③。③～⑤中产生能量最多的是第三阶段，即⑤。(3)图中物质b、c的名称依次为二氧化碳、丙酮酸。①～⑦过程中，人体细胞中不能发生的是光合作用和酒精发酵的第二阶段，即①②⑦。
[答案] (1)① 类囊体(膜) (2)③ ⑤ (3)二氧化碳 丙酮酸 ①②⑦
7．下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H])，请回答下列问题：
(1)甲可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为________，其中大多数高等植物的________需在光照条件下合成。
(2)在甲发育形成过程中，细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到甲内，在________(填场所)组装；核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内，在________(填场所)组装。
(3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下，可被氧化为________后进入乙，继而在乙的________(填场所)彻底氧化分解成CO2；甲中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在乙的________(填场所)转移到ATP中。
(4)乙产生的ATP被甲利用时，可参与的代谢过程包括________(填序号)。
①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成
[解析] 甲表示叶绿体，是光合作用的场所，参与光合作用的两类色素是叶绿素和类胡萝卜素，其中叶绿素需要在光照条件下合成。
(2)光反应的场所是类囊体薄膜，因此细胞核编码的参与光反应中心的蛋白，在细胞质中合成后，转运到叶绿体内，在类囊体薄膜上组装；二氧化碳的固定发生在叶绿体基质中，因此核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲(叶绿体)内后，在叶绿体基质中组装。
(3)在氧气充足的条件下，叶绿体产生的三碳糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后进入乙(线粒体)基质中，彻底氧化分解成CO2；据图分析，图中叶绿体中过多的还原能可通过物质转化，在细胞质中合成NADPH，NADPH中的能量最终可在线粒体内膜上转移到ATP中。
(4)叶绿体光反应产生ATP，因此图中线粒体为叶绿体提供的ATP用于光反应以外的生命活动，如C3的还原、内外物质运输、酶的合成等，而H2O裂解释放O2属于光反应，故选①②④。
[答案] (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素
(2)类囊体膜上 基质中
(3)丙酮酸 基质中 内膜上
(4)①②④
课件28张PPT。第四章 光合作用和细胞呼吸素能提升课 光合作用和细胞呼吸(一)23456789101112131415161718192021222324252627Thank you for watching !
[核心精要]
1．光合速率与呼吸速率的关系
(1)植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时，还进行呼吸作用释放CO2，所以测定的CO2的吸收量并不是实际光合速率，而是净光合速率。如图，图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系，图2表示线粒体与叶绿体的关系。
图1
图2
结合图2与图1分析如下：
①图1中a点光照强度为0，表示只进行呼吸作用，与图2中B图对应。
②图1中ab段由于光照强度较弱，光合作用速率小于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体固定，另一部分释放出去，与图2中A图对应。
③图1中b点光照强度为光的补偿点，净光合速率为0，即光合作用速率等于呼吸作用速率，所以呼吸作用释放的CO2全部被叶绿体固定，用于光合作用，与图2中C图对应。
④图1中bc段由于光照强度较强，净光合速率大于0，即光合作用速率大于呼吸作用速率，所以叶绿体固定的CO2除来自呼吸作用释放外，还需要从外界吸收，与图2中D图对应。
(2)表示方法
真光合速率
O2产生(生成)速率
CO2的固定速率
有机物产生(制造、生成)速率
净光合速率
O2释放速率
CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率(黑暗中测得)
O2吸收速率
CO2释放速率
有机物消耗速率
2.植物光合速率与细胞呼吸速率的实验测定常用方法
气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积
(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时，NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时，NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理
①在黑暗条件下，甲装置中的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，可代表细胞呼吸速率。
②在光照条件下，乙装置中的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真光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。
(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗处一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算细胞呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
③根据细胞呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
1．如图表示绿色植物细胞光下CO2的吸收量和黑暗中CO2的释放量，下列分析正确的是( )
A．光照下CO2的吸收量表示植物的光合速率
B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．黑暗中CO2的释放量表示黑暗中植物呼吸作用放出的CO2和光合作用的暗反应吸收的CO2的差值
D．光照条件下，35 ℃时光合作用速率与30 ℃时相等
D [本题解题突破点在于据图判断光合作用速率和净光合作用速率。光照下CO2的吸收量代表净光合速率，A错误；光照相同时间，在25 ℃条件下植物积累的有机物的量最多，B错误；黑暗下CO2的释放量代表呼吸速率，C错误；光照相同时间，35 ℃时光合速率是3.5＋3＝6.5(mg/h)，30 ℃时光合速率是3＋3.5＝6.5(mg/h)，D正确。]
2．对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定，结果如表所示：
下列对结果的分析不合理的是( )
A．在5 klx光照条件下5 h，10 ℃时光合作用产生的O2总量比20 ℃时多2.5 mg
B．在20 ℃时，分别用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，氧气增加量前者比后者多30 mg
C．在10 ℃、10 klx光照4.8 h后，转入20 ℃黑暗环境19.2 h，氧气变化量为0
D．该实验的自变量是光照强度、温度和照光时间，二氧化碳浓度等属于无关变量
D [黑暗中氧气的吸收量代表呼吸速率，光照下测定的氧气的释放量是净光合速率，在5 klx光照条件下5 h，10 ℃时光合作用产生的O2总量是3.5×5＝17.5(mg)，20 ℃时光合作用产生的O2总量是3×5＝15(mg)，A正确；在20 ℃时，用10 klx和5 klx光照10 h，黑暗14 h，氧气增加量分别是5×10－1×14＝36(mg)和2×10－1×14＝6(mg)，前者比后者多30 mg，B正确；在10 ℃、10 klx光照4.8 h，积累氧气量为4×4.8＝19.2(mg)，转入20 ℃黑暗环境19.2 h，消耗氧气1×19.2＝19.2(mg)，氧气变化量为0，C正确；该实验的自变量是光照强度与温度，照光时间、二氧化碳浓度等属于无关变量，D错误。]
3．如图表示温度对某绿色植物细胞光合作用和呼吸作用的影响，下列关于此图的分析错误的是( )
A．F点表示光合作用速率与呼吸作用速率相等
B．植物有机物积累量最大时对应的最低温度是10 ℃
C．图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30
D．H、J点表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍
C [图中F点表示单位时间内从空气中吸收的CO2量为0，此时光合作用速率与呼吸作用速率相等，A正确；单位时间内从空气中吸收CO2的量是净光合速率，有机物积累最大时，最低温度是10 ℃，B正确；图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为单位时间内从空气中吸收的CO2量与呼吸作用消耗的O2量之和的最大值，即60，C错误；图中H、J点表示光合作用制造的有机物量是呼吸作用消耗有机物量的2倍，D正确。]
4．植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下，测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。下列有关说法不正确的是( )
A．在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体
B．该植物叶片的呼吸速率是5 mg CO2/(100 cm2叶·小时)
C．在一昼夜中，将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，其余时间置于黑暗中，则每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45 mg
D．已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。若将温度提高到30 ℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，则图中b点将右移，c点将下移
A [由题图可知，在a点该植物只进行细胞呼吸，不进行光合作用，所以在a点所示条件下，该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时，每100 cm2叶片CO2的净吸收量为10×11＝110(mg)；其余时间置于黑暗中，每100 cm2叶片CO2的释放量为5×13＝65(mg)，故每100 cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为110－65＝45(mg)。若将温度升高到30 ℃，则细胞呼吸强度会增大，光合作用强度会减小，故b点将右移，c点将下移。]
5．用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙，同时从某池塘水深0.5 m处的同一位置取满水样，立即测定甲瓶中的氧气含量，并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶，分别测定两瓶中的氧气含量，结果如下(不考虑化能合成作用)。有关分析合理的是( )
透光玻璃瓶甲
透光玻璃瓶乙
不透光玻璃瓶丙
4.9 mg
5.6 mg
3.8 mg
A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜
B．在一昼夜内，丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1 mg
C．在一昼夜后，乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D．在一昼夜内，乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1 mg
B [本实验中甲瓶的氧气含量－丙瓶的氧气含量即4.9－3.8＝1.1(mg)，可表示一昼夜丙瓶中生物细胞呼吸量，乙瓶的氧气含量－甲瓶的氧气含量即5.6－4.9＝0.7(mg)，可表示一昼夜乙瓶中生物净产生的氧气量，因此乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量＝1.1＋0.7＝1.8 (mg)，B正确，D错误；丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所有细胞质基质、线粒体基质，A错误；一昼夜后，由于乙瓶水样中的CO2含量下降，因此其pH上升，而丙瓶中只进行细胞呼吸，CO2含量上升，pH下降，乙瓶水样的pH比丙瓶的高，C错误。]
6．如图为某一植物在不同实验条件下测得的净光合速率，下列假设条件中能使图中结果成立的是( )
A．横坐标是CO2浓度，甲表示较高温度，乙表示较低温度
B．横坐标是温度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
C．横坐标是光波长，甲表示较高温度，乙表示较低温度
D．横坐标是光照强度，甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度
D [若横坐标是CO2浓度，纵坐标表示净光合速率，则根据题中信息无法判断出较高温度下和较低温度下呼吸速率的大小，同理，也无法判断出较低和较高温度下光合速率的大小，所以无法判断甲和乙的关系，A错误；若横坐标是温度，则随着温度的升高，光合速率与呼吸速率都会表现为先升高后降低的趋势，B错误；若横坐标是光波长，则净光合曲线的变化趋势为先升高后降低，与图中甲乙曲线变化不符，C错误；若横坐标是光照强度，较高浓度的二氧化碳有利于光合作用的进行，因此甲表示较高CO2浓度，乙表示较低CO2浓度，D正确。]
7．甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。
(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是______________。
(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。
(4)某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降，其原因是进入叶肉细胞的________(填“O2”或“CO2”)不足。
[解析] (1)由题图可知，乙的光饱和点及光补偿点都比甲低，因此甲、乙两种植物在光照强度较低时乙更具有生长优势。当光照强度大于a时，甲种植物光合作用强度高于乙种植物，因此甲种植物对光能的利用率较高。(2)根据曲线图可知，甲种植物的光饱和点较高，对光照的需求大。当甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，甲种植物净光合速率下降幅度较大。(3)乙种植物的光补偿点较低，所以更适合在光照较弱的林下种植。(4)夏日晴天中午温度过高，气孔部分关闭，因此进入叶肉细胞的CO2不足，叶片的光合速率明显下降。
[答案] (1)甲
(2)甲 光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
(3)乙
(4)CO2
8．回答下列问题：
(1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的________上，该物质主要捕获可见光中的________。
(2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________。当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是__________________________。
(3)通常，与阳生植物相比，阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度________(填“高”或“低”)。
[解析] (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质为叶绿体中的色素，分布于类囊体膜，主要吸收蓝紫光和红光。(2)由图可知，叶面积系数小于a时，群体干物质积累速率和群体光合速率都增加；叶面积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，因此群体净光合速率降低，干物质积累速率降低。(3)植物光合作用吸收与呼吸释放的CO2量相等时所需要的光照强度即光补偿点。通常，与阳生植物相比，阴生植物的光饱和点及光补偿点都比较低，即达到此点需要的光照强度低。
[答案] (1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低 (3)低
课件35张PPT。第四章 光合作用和细胞呼吸素能提升课 光合作用和细胞呼吸 (二)2345678910111213141516171819202122232425262728293031323334Thank you for watching !
