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素养整合高考提分课(二) 光合作用与细胞呼吸的综合分析及应用
考点研究·素养提升
——————————————————————————————————————————————————————————————————基础知识系统梳理 预测考向总结方法——————————————————————————————————————————————————————————————————|考点1| 光合作用与细胞呼吸的关系
1. 光合作用与有氧呼吸过程的比较
项目
光合作用
有氧呼吸
场所
叶绿体
细胞质基质和线粒体
C的变化
CO2→C3→C6H12O6
C6H12O6→C3H4O3→CO2
[H]的变化
H2O→[H]→C6H12O6
C6H12O6→[H]→H2O
[H]的作用
还原C3
还原O2
O2的变化
H2O→O2
O2→H2O
能量变化
光能→C6H12O6中的化学能
C6H12O6中的化学能→ATP中的能量和热能
ATP
产生于光反应,用于暗反应中C3的还原
有氧呼吸三个阶段都产生,用于除暗反应外的各项生命活动
影响因素
光照、温度、CO2浓度等
O2浓度、温度等
2. 光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C:CO2CO2 C3H4O3 (CH2O)
O:H2OH2OO2
H:H2OH2O [H] (CH2O) [H]
(2)能量方面
光能(CH2O)ATP中活跃的化学能
考向1 光合作用与细胞呼吸的关系
1. 图中的a、b、c为植物细胞内物质转化的过程。下列有关叙述错误的是(C)
A. b、d过程都有热能的释放
B. b、d过程在人体细胞中也可进行
C. a、c、d过程都是在生物膜上进行的
D. 在光照充足等适宜条件下,a强于b,c强于d
解析 根据图中的物质变化可知,a表示暗反应,b表示有氧呼吸的第一、第二阶段,c表示光反应,d表示有氧呼吸的第三阶段,有氧呼吸的三个阶段均有热能的释放,A正确;人体细胞主要进行的是有氧呼吸,即会发生图中的b、d过程,B正确;a过程表示暗反应,暗反应阶段发生在叶绿体基质中,C错误;在光照充足,条件适宜的情况下,光合作用强于呼吸作用,所以a强于b,c强于d,D正确。
2. 下图是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解,其中A~D表示相关过程,a~e表示有关物质。据图说法错误的是(D)
A. A过程表示光反应,它为B过程提供了[H]和ATP
B. C过程进行的场所是线粒体,在其内膜上物质b被利用
C. 在黑暗的环境中,物质c可通过叶片的气孔释放到外界
D. 若用18O标记物质b,则不会在C6H12O6中出现18O标记
解析 图中,A过程表示的是光合作用的光反应阶段,为B过程暗反应提供ATP和[H],A正确;C过程表示的是有氧呼吸的第二、三阶段,发生在线粒体中,物质b表示的是氧气,参与有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上被利用,B正确;在黑暗环境中,植物只进行呼吸作用不进行光合作用,物质c表示的是二氧化碳,可以通过叶片的气孔排出体外,C正确;用同位素标记氧气,在呼吸作用中生成的水参与光合作用可能进入葡萄糖使其被标记,D错误。
[通技法] 光合作用与细胞呼吸的过程及物质转化问题解题策略
(1)理解教材中光合作用和细胞呼吸的过程图解,把握相关生理过程中的物质变化和能量变化。
①光合作用:物质变化为CO2→C3→C5+(CH2O)、H2O→O2+[H],能量变化为光能→电能→活跃的化学能(NADPH和ATP)→(CH2O)中稳定的化学能。
②细胞呼吸:物质变化为C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]、2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O→6CO2+20[H]、24[H]+6O2→12H2O,能量变化为(CH2O)中稳定的化学能→活跃的化学能(ATP)和热能。
(2)结合教材图解,准确获取图示中的物质转化信息,据此确定相应生理过程是光合作用过程还是细胞呼吸过程,是光反应阶段还是暗反应阶段,或者是有氧呼吸的哪一个阶段。
考向2 光合作用和细胞呼吸的相关计算
3. 已知某植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。下表为该植物叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d,温度为30 ℃时,1 h内叶肉细胞CO2释放量和叶绿体O2产生量。下列分析正确的是(C)
光照强度
a
b
c
d
O2产生量(mmol·h-1)
0
3
6
8
CO2释放量(mmol·h-1)
6
3
0
0
A. 光照强度为b时,该叶肉细胞光合速率与呼吸速率相等
B. 光照强度为c时,该叶肉细胞从周围吸收CO2的量为6 mmol·h-1
C. 光照强度为d