内容正文:
光合作用和细胞呼吸的综合
[素能建构]
1.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化
(1)物质方面:
①C:CO2CO2。C3H4O3(CH2O)
②O:H2OH2O。O2
③H:H2OH2O。[H](CH2O)NADPH
(2)能量方面:
光能(CH2O)ATP和NADPH
(3)光合作用与有氧呼吸中[H]、ATP来源与去路
2.不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点
曲线
光合作用强度与细胞呼吸强度的关系
气体代谢特点
图示
A点
只进行细胞呼吸
吸收O2,释放CO2
AB段
细胞呼吸强度大于光合作用强度
吸收O2,释放CO2
B点
细胞呼吸强度等于光合作用强度
不与外界发生气体交换
B点后
光合作用强度大于细胞呼吸强度
吸收CO2,释放O2
[对点训练]
1.下图为植物细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是( )
A.若植物缺镁,则首先会受到显著影响的是③
B.②的进行与⑤⑥密切相关
C.蓝细菌细胞中④发生在叶绿体基质中
D.叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量,则该细胞内有机物的总量将减少
C [镁是合成叶绿素的成分,光反应阶段需要叶绿素吸收光能,若植物缺镁则叶绿素的合成受到影响,首先会受到显著影响的生理过程是③光反应过程,A项正确;②是植物细胞通过主动运输吸收无机盐离子的过程,需要消耗能量,故与⑤⑥过程密切相关,B项正确;蓝细菌细胞是原核细胞,没有叶绿体,C项错误;图中③光反应过程O2的产生量小于⑥有氧呼吸过程O2的吸收量,则净光合作用量小于0,该植物体内有机物的量将减少,D项正确。]
2.如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图,下列相关叙述错误的是( )
A.细胞①处于黑暗环境中,该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率
B.细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换,可断定此时光合速率等于呼吸速率
C.细胞③处在较强光照条件下,细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和
D.分析细胞④可得出,此时的光照强度较弱且N1小于M2
D [结合图示可知,细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成,故应处在黑暗环境中,此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率,A项正确;细胞②没有与外界进行气体交换,此时光合速率与呼吸速率相等,B项正确;细胞③需要从外界环境吸收CO2,并向细胞外释放O2,此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点,细胞所利用的CO2包括细胞呼吸产生的N2和从环境中吸收的N1,C项正确;细胞④中,线粒体利用的O2除来自叶绿体外,还要从细胞外吸收,说明此时细胞呼吸强度大于光合作用强度,细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中,O2的净消耗量(吸收量)M2与CO2的净生成量N1相等,D项错误。]
总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系及计算
[素能建构]
1.内在关系
(1)细胞呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
(2)净光合速率:植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
(3)总(真正)光合速率=净光合速率+细胞呼吸速率。
2.判定方法
(1)根据坐标曲线判定
a.当光照强度为0时,若CO2吸收值为负值,该值的绝对值代表细胞呼吸速率,该曲线代表净光合速率,如图甲。
b.当光照强度为0时,光合速率也为0,该曲线代表总(真正)光合速率,如图乙。
(2)根据关键词判定
检测指标
细胞呼吸速率
净光合速率
真正(总)光合速率
CO2
释放量(黑暗)
吸收量
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)
释放量
产生量
有机物
消耗量(黑暗)
积累量
制造量、产生量
[对点训练]
3.如图表示20 ℃时玉米光合速率与光照强度的关系,Sa、Sb、Sc依次表示有关物质量的相对值。下列说法中不正确的是( )
A.Sa+Sb+Sc表示光合作用总量
B.Sc-Sa表示净光合作用量
C.光照强度从B点到D点变化过程中,C3逐渐减少
D.若提高CO2浓度,则B点左移
A [由图可知,Sc-Sa表示净光合作用量,Sa+Sb表示呼吸消耗的总量,玉米光合作用总量=呼吸消耗量+净光合量=Sb+Sc;光照强度从B点到D点变化过程中,光照强度增加,光反应产生的[H]和ATP增加,被还原的C3增多,所以细胞中的C3逐渐减少;若提高CO2浓度,光补偿点减小,则B点左移。]
4.图甲表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a、b、c、d时,单位时间内CO2释放量和O2产生总量的变化。图乙表示蓝细菌光合速率与光照强度的关系,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.图甲中,光照