高考生物复习必修一第三单元微专题二光合作用与细胞呼吸的综合分析课件

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微专题2　光合作用与细胞呼吸的综合分析专题知识1　光合作用与细胞呼吸的区别与联系
1．光合作用与细胞呼吸的比较
2.光合作用与细胞呼吸的联系(1)过程联系。
(3)能量形式的转变。
1．(2022·山东烟台)下图表示植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中氢元素的转移途径，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．过程①④在生物膜上进行B．光合作用的原料H2O中的氧可以依次经过①②③④转移到细胞呼吸的产物H2O中C．植物体光补偿点时，叶肉细胞内的过程③④中合成的ATP少于过程①合成的ATPD．过程①②③④都有能量的转化
解析：图中过程①是光反应，过程②是暗反应，过程③是有氧呼吸第一、二阶段，过程④是有氧呼吸第三阶段。过程①在叶绿体的类囊体薄膜上进行，过程④在线粒体内膜上进行，A项正确；光合作用的原料H2O中的氧可以依次经过过程①释放到环境中，环境中的氧可通过过程④转移到细胞呼吸的产物H2O中，中间不经过过程②③，B项错误；植物体光补偿点时，整体植株的光合作用等于呼吸作用，但植物的非绿色组织只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，故叶肉细胞的光合作用应大于自身的呼吸作用，即过程③④中合成的ATP少于过程①合成的ATP，C项正确；过程①②③④不仅有物质的变化，也伴有能量的转化，D项正确。
2．(2022·哈尔滨)下图表示绿色植物叶肉细胞内的部分代谢过程，相关叙述错误的是(　　)
A．在细胞质基质中发生过程①时，会释放少量能量B．过程③和④都发生在叶绿体基质中C．过程③主要消耗过程①②产生的[H]D．突然增大光照强度，则短时间内叶绿体中C3含量会减少
解析：图示表示细胞呼吸和光合作用的部分过程，其中①表示有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，②表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段，③表示暗反应中C3的还原，④表示暗反应中CO2的固定。有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质
中，其中有机物分解为丙酮酸，同时释放少量的能量，A项正确；过程③④表示暗反应的两个阶段，都发生在叶绿体基质中，B项正确；细胞呼吸过程中产生的[H]不用于光合作用，C项错误；突然增大光照强度，光反应会增强，导致NADPH和ATP生成增加，而短时间内CO2浓度基本不变，暗反应中CO2固定(C3的来源)速率基本不变，但C3的还原(C3的去路)速率增大，故短时间内叶绿体中C3含量会减少，D项正确。
3．(2022·湖北荆州)图1为某植物叶肉细胞中叶绿体内部分生理过程示意图，图2为某研究人员根据研究结果绘制的该植物叶片在光照等环境因素影响下吸收和释放CO2速率的变化曲线。请回答下列问题：
(1)图1表示的过程是光合作用的________阶段，该阶段发生的能量转换是______________________________________________________________________________。
(2)图2中t1→t2，叶绿体________________(填场所)的色素吸收光能增加，加快水的光解，进而加快图1中______________(填字母A～D)的利用。(3)图2中t2→t3，限制光合速率的环境因素主要是________。与t2→t3相比，t3→t4和t4后短暂时间内，图1中B的含量变化分别为__________。(4)图2中________(填“a”“b”或“a＋b”)的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2的总量。
解析：(1)图1表示光合作用的暗反应阶段，该阶段能将ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。(2)图2中t1→t2，光照增强，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能增加，光反应产生的NADPH和ATP增加，会加快暗反应中CO2、C3、C5等物质的利用。(3)图2中t2→t3，光照充足，在t3时补充CO2后光合速率迅速增加，说明t2→t3限制光合速率的环境因素主要是CO2浓度。与t2→t3相比，t3→t4有较多的CO2
与C5结合，从而使C3的含量增加；t4后短暂时间内，光反应提供的NADPH和ATP减少，导致C3的还原受阻，故叶绿体中C3的含量增加。(4)图2中a的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片净光合作用吸收CO2的量，b的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片呼吸作用释放CO2的量，故a＋b的面积可表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2的总量。
答案：(1)暗反应　ATP中活跃的化学能转变成有机物中稳定的化学能　(2)类囊体薄膜上　A、B、D(3)CO2浓度　增加、增加(4)a＋b
专题知识2　光合速率和呼吸速率及CO2、O2含量变化曲线分析
1．总光合速率、净光合速率和呼吸速率(1)内在关系。
注：①植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。②植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。③真正光合速率＝呼吸速率＋净光合速率。
2．不同环境中CO2、O2含量变化(1)自然环境中一昼夜CO2量变化曲线分析。
(2)密闭环境中一昼夜CO2含量和O2含量变化曲线分析。
1．下图是大棚番茄在24小时内测得CO2含量和CO2吸收速率的变化曲线图，下列有关叙述错误的是(　　)
A．a点CO2释放量减少可能是由温度降低导致细胞呼吸强度减弱B．番茄通过光合作用合成有机物的时间是ce段C．由P点条件变为d点，C5生成减少D．植物干重最大的时刻是e点
解析：a点温度降低导致细胞呼吸减弱，CO2释放量减少，A项正确；番茄通过光合作用制造有机物的时间是bf段，B项错误；d时气温高，蒸腾作用过强导致气孔关闭，CO2供应不足，光合速率减慢，C5生成减少，C项正确；ce段光合作用大于呼吸作用，有机物积累，e点之后光合作用小于呼吸作用，故有机物积累最多的时刻是e点，D项正确。
2．图甲表示黑藻在适宜温度下O2释放速率随光照强度变化的情况。图乙表示将黑藻放在适宜温度的密闭环境中(不同时间内光照强度不同)测得的CO2浓度随时间变化的情况。下列叙述错误的是(　　)
A．图甲中，当光照强度相对值为2时，黑藻的O2产生速率相对值为2B．图甲中，当光照强度相对值为7时，若要提高黑藻光合速率，可适当增加CO2浓度C．图乙中黑藻的光合速率等于呼吸速率的时间段是4～6 h、8～10 hD．由图乙分析，黑藻在该密闭环境中经过12 h后有机物的含量下降
解析：由图甲可知，黑藻呼吸作用消耗氧气的速率为2，当光照强度相对值为2时，黑藻的氧气释放速率为0，则其产生氧气的速率与呼吸作用消耗氧气的速率相同，也为2，A项正确；图甲中，当光照强度相对值为7时，继续增加光照强度不能提高黑藻光合速率，已知黑藻处于适宜温度下，故可通过增加环境中CO2浓度来提高光合速率，B项正确；图乙中，在4～6h、8～10h内，密闭环境中CO2浓度不变，说明光合作用吸收CO2的量与呼吸作用释放CO2的量相等，即光合速率等于呼吸速率，C项正确；据图乙可知，黑藻在该密闭环境中经过12h后，密闭玻璃容器中的CO2浓度比起始时的浓度低，减少的CO2用于有机物的积累储存，有机物含量上升，D项错误。
3．(2022·湖南益阳)4月和9月，茶树树冠上层叶片的净光合速率与光照强度的关系如下图所示。回答下列问题：
(1)本研究可通过测定________的吸收速率来表示上层叶片的净光合速率，该物质进入叶肉细胞后在________中被固定。(2)光照强度为0和b时，叶肉细胞中都能产生ATP的细胞器是________。(3)光照强度小于a时，限制茶树树冠上层叶片净光合速率的主要环境因素是________，判断依据是____________________。光照强度为a时，4月茶树树冠上层叶片单位时间内固定的太阳能________(填“大于”“等于”或“小于”)9月的。
解析：(1)茶树树冠上层叶片的净光合速率可用CO2的吸收速率、O2的释放速率或者有机物的积累速率来表示；CO2进入叶肉细胞后首先被叶绿体基质中的C5固定。(2)光照强度为0时，叶肉细胞只能进行呼吸作用，不能进行光合作用，此时能产生ATP的细胞器是线粒体；光照强度为b时，叶肉细胞既能进行呼吸作用，又能进行光合作用，此时能产生ATP的细胞器是线粒体和叶绿体；因此光照强度为0和b时，叶肉细胞中都能产生ATP的细胞器是线粒体。(3)光照强度小于a时，随着光照强度增强，净光合速率增大，故光照强度小于a时，限制茶树树冠上层叶片净光合速率的主要环境因素是光照强度。分析题图可知，光照强度为a时，4月和9月茶树树冠上层叶片的净光合速率相等，而4月茶树树冠上层叶片的呼吸速率小于9月茶树叶冠上层叶片的呼吸速率，总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，因此4月茶树树冠上层叶片的总光合速率小于9月茶树树冠上层叶片的总光合速率，4月茶树树冠上层叶片单位时间内固定的太阳能小于9月的。